CODIFICADOR Y DECODIFICADOR

Son componentes electrónicos (circuitos lógicos) que te permiten pasar de un código a otro.

El codificador normalmente se llama así porque codifica de un código a otro y el decodificador se llama así porque lo que hace es lo contrario, descodificar un código.

El código utilizado en electrónica es el código  o sistema binario, formado por 0 y 1.

Si el código "Normal" para nosotros es el Decimal (de 0 a 9), si tenemos un número en decimal lo tendremos que Codificar para pasarlo a Código Binario, y si lo tenemos en Binario, ahora lo tendremos que DesCodificar para pasarlo a decimal.

El Codificador suele Codificar el código Decimal y convertirlo en Binario.

BCD = Binary-Coded Decimal o Decimal Codificado en Binario = de Decimal a Código Binario, ya sabes que en inglés se lee al revés,

Normalmente el Decodificador convierte (descodifica) un código binario a uno decimal.



Veamos como son estos componentes electrónicos.

Índice de Contenidos:

- De Decimal a Binario y Viceversa
- El Decodificador
- ¿Cómo Funciona el Decodificador?
- El Codificador o Encoder
- Codificador de Prioridad
- Patilla Enable
- Activa a Alta y Baja
- Decodificador de 7 Segmentos Display
- Aplicaciones
- Video Codificadores y Decodificadores

De Decimal a Binario y Viceversa

Es importante antes de entrar en el tema de los codificadores y decodificadores saber lo que son los números en binario y su equivalencia en decimal, ya que es precisamente lo que hacen los deco y codificadores.

Recordar que lo números en binario están formados solo por Ceros y Unos y cada uno tiene su equivalente en decimal.

Veamos los 10 primeros:

El 0 en decimal sería el 0 en binario
El 1 en decimal sería el 1 en binario
El 2 en decimal sería el 10 en binario (recuerda solo combinaciones de 1 y 0)
El 3 en decimal sería el 11 en binario
El 4 en decimal sería el 100 en binario... Mejor mira la siguiente tabla:


Para saber más visita: Sistema Binario

En un codificador le metes a la entrada el número decimal 4 y obtendrás a la salida el número binario 0100, es decir la salida segunda estará activa (valor 1) y el resto valor 0 o desactivadas.

En un decodificador le metes a la entrada el número binario 0011 y obtendrás a la salida el valor 3, o lo que es lo mismo la salida con el número 3 estará activa (valor 1) y las demás desactivas (valor o)

Veamos todo esto mucho mejor

El Decodificador

Vamos a empezar por un decodificador de 2 a 4 (o 2 x 4), es decir con 2 entradas y 4 salidas.

Vamos a convertir un número binario de 2 cifras (2 entradas) en un número decimal hasta llegar al 4  (4 salidas)

Las salidas serán los números decimales S0 = 0, la S1 = 1, la S2 = 2 y la S3 = 3

Cuando esté activada la salida S0 (S0 = 0) significa que obtenemos el número 0 en decimal.

Cuando esté activada la salida S2 (S1 = 1) significa que obtenemos el número 1 en decimal.

Cuando esté activada la salida S2 (S2 = 2) significa que obtenemos el número 2 en decimal.

Y así sucesivamente

En las entradas tendremos A1 y A0 que representarán los números binarios.

Si A0 y A1 valen 0 quiere decir que es el número binario 00 y su equivalente en decimal será el 0, luego se tendrá que activar la salida S0, es decir S0 = 1, el resto tomarán valor 0.

Si A1 = 0 y A0 = 1 quiere decir que es el número binario 01 y su equivalente en decimal será el 1, luego se tendrá que activar la salida S1, es decir S1 = 1, el resto tomarán valor 0.

Fíjate en el ejemplo 1 de la imagen de más abajo.

OJO el número binario se empieza a escribir por la entrada A1, No por la A0, cuidado con eso, siempre se empieza por el número más alto.

Si hubiera A5 se escribiría el número empezando por el A5, luego el A4, luego el A3....

Por ejemplo, si quisiéramos poner en las entradas el número binario 10, deberíamos poner una señal 1 (activada) en A1 y un 0 en A0 (ver ejemplo 2 de la imagen siguiente).

¿Cómo Funciona el DeCodificador?

Veamos el ejemplo 3.

Si A1 está activado (valor 1) y A0 también (valor 1) quiere decir que estamos introduciendo en el decodificador el número binario 11.

Lo que hace el decodificador es traducirlo a decimal.

¿Qué número equivalente sería en decimal?

Lógicamente el 3, pues el decodificador activará la salida 3 (S3 = 1) y el resto tendrán valor 0.

Fíjate que lo que hizo fue descodificar el número binario 11 a decimal.

Un decodificador posee N líneas de entrada para gestionar N bits (Ceros y Unos) y siempre debe tener 2 elevado a N líneas de salida.

Por ejemplo si tiene 2 entradas debe tener 2 elevado a 2 = 4 salidas, pero si tiene 2 entradas tendrá 2 elevado a 3 = 8 salidas.

El número en binario se escribe empezando por el A1 (que es más significativo)

Los decodificadores tienen su propia tabla de la verdad que representa los estado posibles de entrada y los respectivos valores de las salidas para cada uno de esos estados.

De esta tabla de la verdad podemos sacar el circuito lógico combinacional con puertas lógicas, circuito lógico para construir nuestro decodificador.

Para saber más sobre esto visita: Electrónica Digital.

Veamos un ejemplo concreto:


Lo que hacemos es construir la tabla de la verdad de lo que queremos que decodifique y luego aplicarlo con puertas lógicas sacando su circuito lógico, por ejemplo mediante la simplificación de Karnaugh.

El nombre de las entradas y salidas puede ser muy diferente, pero en definitiva todos hacen lo mismo.

El Codificador o Encoder

Suele codificar el código decimal a código binario.

Por ese motivo tiene muchas entradas y pocas salidas.

Podríamos decir que la diferencia entre un codificador y un decodificador es:

- Decodificador: Pocas entradas (binario y muchas salidas (decimal)

- Codificador: Muchas entradas (decimal) y pocas salidas (binario)

Aquí tienes al de 4 a 2 o 4 x 2:



Puedes observar que en lugar de un 1 o un 0 hay en algunos sitios una X.

¿Qué significa la X?

Que la X puede tomar cualquier valor, que el resultado de la salida dará lo mismo tenga un 0 o un 1.

Por ejemplo la X de la segunda línea en D0 significa que da igual que estés pulsando el D0, que si pulsas el D1 el codificador siempre te dará salida 001.

Las dos XX de la tercera fila significa que si está pulsado (1) la D2 aunque pulses también la D1 y D2 el codificador dará como salida el número binario 010.++

Podríamos encontrar tablas de la verdad como la siguiente:


En definitiva H es lo mismo que 1 y L lo mismo que 0.

El E0 (enable 0 que luego veremos que es) y el GS es para conectar 2 codificadores en paralelo, pero eso es otro tema que no vamos a estudiar aquí.

Codificador de Prioridad

Fíjate en el codificador de arriba que pone Prioriti Encoder, en todas  las ocasiones solo hay 1 entrada activa.

Imagínate que por cualquier motivo sucede que se activan 2 entradas a la vez, es decir 2 entradas con valor 1.

¿Qué salida se activaría?

La salida de los codificadores de prioridad o prioriti toman como salida el valor correspondiente de la entrada activa que tiene la prioridad más alta, es decir el orden más alto (entrada con el número más alto).

Por ejemplo, si las líneas de entrada D2, D3 y D5 se activan simultáneamente (todas valor 1), el código de salida sería para la entrada D5 ("101") ya que este tiene el orden más alto.

Cuando una entrada con una prioridad más alta está presente, todas las demás entradas con una prioridad más baja serán ignoradas.

Todos los codificadores de decimal a binario (BCD) son de prioridad.

Patilla Enable

Es una patilla que tienen los deco y codificadores la cual es necesario que reciba una señal de activación, que se ponga en valor 1, para que las salidas se puedan activar.

Es algo así como una patillas de activación del codi o decodificador.

Si la patilla Enable está en 0 las salidas están desactivadas (todas valor 0), si tiene el valor 1 las salidas si se activan y tendrán un valor que dependerá de los valores de las entradas, como ya vimos.

Un chip puede tener más de una patilla enable, el funcionamiento es el mismo, la única diferencia es que deberán estar las 2 patillas enable activadas para que las salidas se activen.

Activa a Alta o Activa a Baja

Activa a Alta o Lógica Positiva = la que hemos visto hasta ahora.

No comentamos más, lee activa a baja y lo entenderás.

Activa a Baja o Lógica Negativa

Cuando un circuito lógico nos encontramos patillas que tiene su nombre subrayado por encima o que tiene un circulito en la patilla significa que esa patilla (entrada, salida o enable) trabaja con lógica negativa o activa en baja,

Lo que nos están diciendo es que se invierte su valor, es decir si tiene un 1 es un 0 y si tiene un 0 es un 1.

Por ejemplo, si es el enable es el que trabaja con lógica negativa o activa a baja, para que las salidas se activen tiene que estar con valor 0, no con valor 1 que sería con lógica positiva o activa a alta y como vimos anteriormente.

Fíjate en el siguiente decodificador 2 a 4:


Cuando E (enable) tiene el valor de 1 da igual cómo estén las entradas, las salidas toman todas el valor de 0 (desactivadas)

Cuando E tiene valor de 0, las salidas dependerán del valor de las entradas.

Nota: a veces solo aparece el circulito, o solo subrayado, en lugar de subrayado y circulito.

Ahora veamos un ejemplo con el enable y las salidas trabajando en activa a baja o lógica negativa (imagen de más abajo).

En este caso las salidas sólo se activarán si enable (E) tiene valor de 0, pero OJO como también están en activa a baja en lugar de tomar valor 0 tomarán valor 1 (se invierten)

Ahora Enable está activado cuando tiene valor 0 y las salidas están activadas cuando tiene valor 0 también.


Ahora las salidas donde antes tenían valor 1 ahora será valor 0 y al revés, ya que trabajan a lógica negativa o activa en baja.

Veamos un ejemplo de un codificador que se utiliza mucho el 74147:

Decodificadores BCD a 7 Segmentos

Es un circuito combinacional que permite un código BCD en sus entradas y en sus salidas activa un display de 7 segmentos para indicar un dígito decimal.

El display está formado por un conjunto de 7 leds conectados en un punto común en su salida, bien en ánodo común o ánodo común.




Para saber más visita: Display

Aplicaciones

El circuito codificador y el circuito decodificador tienen aplicaciones en dispositivos digitales inteligentes y son muy importantes en la era digital en la que estamos

Algunas de las aplicaciones son:

- Control de velocidad del motor moderno.

- Cámaras de visión nocturna

- Detector de metales

- El circuito codificador tiene aplicaciones en vehículos robóticos

- Sistema de automatización, en particular el sistema de automatización del hogar.

- Los sistemas de monitoreo automático tienen diferentes tipos de circuitos codificadores.

- El circuito codificador se utilizó en el sistema de comunicación cifrado.

Video Codificadores y Decodificadores

Para acabar un video de repaso de todo lo aprendido.



Si quieres aprender electrónica digital de forma fácil para todos, te recomendamos el siguiente libro:



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