CODIFICATORUL (CD)

CD furnizeaza la iesire un cod de n biti corespunzator aceleia dintre cele m intrari ale sale care este activata (numarul de linii intrari este m, iar numarul bitilor codului de iesire este n).

In situatia in care fiecarei linii de intrari ii corespunde un cod distinct este valabila relatia: n ≥ log₂ m.

Exemplificarea structurii interne a unui codificator se face considerand codificarea binara a cifrelor zecimale 0,., 9. In acest caz sunt necesare m = 10 intrari iar numarul de biti ai codului de iesire este n ≥ log₂ 10 = 3,33. Numarul de biti trebuie sa fie un numar intreg si deci n ≥ 4. Reprezentarea simbolica a unui astfel de CD este:

Figura 3.35. Schema bloc a unui codificator BCD.

4 biti sunt suficienti pentru codificarea a 13 intrari. 3 dintre codurile valorilor logice posibile nu se vor utiliza. Presupunem ca din cele 13 se aleg primele 10 coduri in ordine naturala crescatoare. Rezulta tabelul de functionare 3.3.

Tabelul 3.3

Functionarea codificatorului BCD

Functiile binare ce corespund celor 4 iesiri sunt:

In aceste functii nu intervine I₀ - daca intrarile I₁,.I₉ sunt inactive (0), codul de iesire trebuie sa fie 0.

Dezavantajul principal al codificatoarelor (denumite neprioritare) este ca nu functioneaza corect in situatii in care se activeaza simultan doua sau mai multe intrari. Daca se activeaza de exemplu simultan intrarile I₃ si I₉, atunci codul de iesire este 1 1 1 1.

CD se pot utiliza in aplicatii in care nu sunt activate simultan doua sau mai multe intrari. Codificatoarele nu se fabrica ca si circuite integrate distincte, ele fac parte din circuite mai complexe.

Figura 3.33. Schema electrica a codificatorului BCD.

Codificatoare prioritare

Codificatoarele prioritare (CDP):

Inlatura dezavantajele CD (neprioritare)

CDP se fabrica si sub forma unor CI distincte, dar pot fi integrate ca subcircuite.

In cazul activarii simultane a doua sau mai multe intrari furnizeaza la iesire codul corespunzator intrarii cu cea mai mare prioritate dintre cele activate.

Codificatoarele prioritare asigura atribuirea unor prioritati intrarilor. Uzual intrarea cu indice mai mare este prioritara fata de intrarile cu indicele mai mic. In cazul activarii simultane a doua sau mai multe intrari, codul de iesire va corespunde intrarii cu prioritate maxima.

In cazul CDP prioritatea scade cu scaderea indicelui intrarii. Gradul de prioritate al intrarii se stabileste prin structura circuitului integrat. Reprezentarea simbolica pentru CDP cu m = 8, n = 3 biti: EI valideaza functionarea circuitului. EO este utilizat pentru validarea intrarii EI a unui circuit similar cu intrari avand prioritate imediat inferioara (atunci cand se doreste extinderea numarului de intrari, de exemplu de la 8 la 13).

Figura 3.37. Schema bloc a codificatorului prioritar.

EI - Enable Input - valideaza circuitul.

EO - Enable Output (iesire de validare), care este activa cand CDP este validat (EI = 1) si cand nici una dintre intrarile I₀, I₁, ,I₇ nu este activata

EO este utilizat pentru validarea unui alt circuit similar cu acesta, cu grad de prioritate mai mic, in cazul in care nu este activata nici o intrare I₀, I₁, ,I₇. Circuitul validat corespunde unor intrari cu prioritate inferioara lui I₀.    

Structura unui CDP: consideram un CDP cu 8 intrari si 3 iesiri. Prima etapa o constituie reprezentarea tabelului de functionare pentru un codificator neprioritar cu 8 intrari si un cod de iesire pe 3 biti.

Tabelul 3.x

Functionarea codificatorului neprioritar

Pentru a obtine un CDP fiecarei intrari i se atribuie o anumita prioritate prin intermediul unei variabile intermediare Z. Folosind aceasta substituire, functiile de iesire pentru CDP sunt:

    (3.1)

Z = I₇ - corespunde celei mai prioritare intrari;

Z =     - daca I₇ nu este activata, I₃ ramane cea mai prioritara intrare;

Z = - daca I₇ si I₃ nu sunt activate, I₅ ramane cea mai prioritara intrare;

Inlocuind in (3.1) pe Z se obtin functiile Y = f (Z), care apoi se minimizeaza.

Figura 3.38. Codificatoare prioritare TTL (74LS147 - BCD, 74LS148 - octal).

Exemplu de CDP frecvent utilizat: 74LS148

toate intrarile si iesirile sunt active pe 0

exista o intrare de validare nEI, activa pe 0

codul de iesire este pe 3 biti

nEO va fi activa (pe 0) daca circuitul este validat si nici una dintre intrarile I₀,.,I₇ nu este activata

GS (group select) - selectie de grup. Aceasta este activa daca circuitul este validat si cel putin una dintre intrarile circuitului este activa

2. Extinderea numarului de intrari la CDP

Daca se doreste un CDP cu 13 intrari, folosim doua CDP74LS148.

a.) Circuitele 1 si 2 au intrari active pe 0. Daca circuitul 1 are cel putin o intrare activa     , atunci circuitul 2 nu este validat. Codul de iesire va corespunde intrarii activate celei mai prioritare a circuitului 1. GS va fi 1. (de exemplu cand cea mai prioritara intrare este I₁₀ se obtine la iesire codul Y₃Y₂Y₁Y₀ - 1010, Y₃ = 1 deoarece EO₁= 0).

b.) Daca circuitul 1 nu are nici o intrare activa     , atunci circuitul 2 este validat. Daca una din intrarile circuitului 2 este activa, atunci GS=1 (daca de ex. nici una din intrarile I₁₅,,I₈ nu este activa Y₃=0, Y₂, Y₁, Y₀ corespund intrarii celei mai prioritare a circuitului 2, de exemplu I₅ : Y₃Y₂Y₁Y₀ - 0101

c.) Nici o intrare nu este activa. In aceasta situatie ambele circuite sunt validate, dar neavand nici o intrare activa, codul de iesire este Y₃Y₂Y₁Y₀ - 0 0 0 0, iar GS=0.

Principala aplicatie a unui astfel de circuit il constituie arbitrarea intreruperilor intr-un microsistem. In functionarea unui microsistem are loc prelucrarea informatiei intr-o succesiune stabilita intr-un program principal. Microsistemul este interconectat cu periferice. Programul principal poate fi intrerupt printr-o solicitare din partea unui periferic. Solicitarea de intrerupere pentru satisfacerea unei solicitari a perifericului are loc astfel: perifericul pune pe 0 linia de intrare care-i corespunde; se activeaza GS trecand pe 1, atentionand microsistemul ca a fost ceruta o intrerupere. Microsistemul termina sectiunea in lucru din programul principal si trece la deservirea intreruperii. El citeste codul de iesire al CDP, cod care determina pentru fiecare periferic adresa subrutinei de deservire a perifericului. Dupa terminarea acestei subrutine, microsistemul revine la programul principal. Daca mai sunt si alte cereri, microsistemul le deserveste in ordinea prioritatii, pana cand GS = 0.

Figura 3.39. Extinderea capacitatii de codificare - activarea intrarii 2.

Figura 3.40. Intrarile 2 si 7 activate simultan.

Figura 3.41. Intrarile 2, 7 si 14 activate simultan.