Los codificadores y decodificadores están dentro de los CIRCUITOSCOMBINACIONALES. Los circuitos combinacionales consisten en variablesde entrada, compuertas lógicas y variables de salida. Las compuertaslógicas aceptan señales de las entradas y generan señales para las salidas.Este proceso transforma información binaria, de los datos de entradadados a los datos de salida requeridos.

CIRCUITOCOMBINACIONAL

E0(t)

E1(t)

En-1(t)

S0(t)

S1(t)

Sm-1(t)

.

.

.

.

.

.

)(,),(),()( 121 tEtEtEftS ni

• La relación entre la entrada y la salida puede expresarse mediante unafunción lógica. Con n variables de entrada, hay 2 posiblescombinaciones de entradas binarias.

• La salida en un instante dado depende exclusivamente del valor de lasentradas en ese instante.

• Un circuito combinacional presenta un retardo entre la entrada y lasalida.

• El retardo depende del tipo de compuertas, su nº de entradas y elcamino (nivel) del circuito.

Circuito Combinacional su salida depende sólo de sus entradas

Clasificación según escala de integración:

•SSI máx. 10 puertas lógicas (100 xtores)*•MSI máx. 100 puertas lógicas (1000 xtores)**•LSI máx. 1000 puertas lógicas (10000 xtores)•VLSI > 1000 puertas lógicas (>10000 xtores)

MultiplexoresCodificadoresDecodificadores (Demultiplexores)Convertidores de código

ComparadoresSumadoresRestadoresMultiplicadores

Circuitos deComunicación

CircuitosAritméticos

CircuitosMSI

Nos limitaremos a hablar sobre Codificadores y Decodificadores

Los códigos comúnmente utilizados son el binario, BCD (8421), octal,hexadecimal y, por supuesto, el decimal. Los dispositivos digitales solopueden procesar los bits 0 y 1, por otro lado para los seres humanos esdifícil entender cadenas muy largas de ceros y unos. Por esta razón sonnecesarios los convertidores de código para convertir el lenguaje humanoa lenguaje de maquina.

Diagrama de bloque básico de una calculadora

Un decodificador permite detectar una determinada combinación de bits a laentrada, y señalar la presencia de ese código activando una determinadalínea de salida.• En su forma más general poseen n líneas de entrada y 2 líneas de salida.• El codificador con prioridad es capaz de atender a varias entradas

simultáneas y determinar el criterio que da prioridad a una señal u otra,mientras que el sin prioridad solo acepta una entrada cada vez.

DECODIFICADOR

n - 2n

E0

E1

En-1

S0

S1

S2n-1

.

.

.

.

.

.

• Decodificadores binarios:m entradas y n = 2m salidas.Formas comerciales clásicas: 2 a 4 3 a 8 (octal) 4 a 16 (hexadecimal)

• Decodificadores BCD a decimal: 4 entradas y 10 salidas.• Decodificadores conversores de códigoDecodificadores de BCD a 7 segmentos: 4 entradas y 7 salidas.

• También podemos distinguir entre dos tipos de decodificadores, aquellosque se usan para excitar algún dispositivo electrónico (visualizador,relé,...), con lo que necesitan proporcionar alta corriente a la salida y queson conocidos como drivers (excitadores); y, aquellos cuyas salidas se usanpara atacar otros circuitos lógicos, que no necesitan tanta corriente, y queson más conocidos por demultiplexers (demultiplexores).

DECODIFICADOR

2 - 4

E0

E1

S0

S1

S2

S3

E1 E0 S0 S1 S2 S3

0 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 0

1 0 0 0 1 0

1 1 0 0 0 1

m0 m1 m2 m3Salidas activas a nivel alto

DECODIFICADOR

2 - 4

E0

E1

S0

S1

S2

S3

E1 E0 S0 S1 S2 S3

0 0 0 1 1 1

0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1

1 1 1 1 1 0

M3 M2 M1 M0Decodificador 2-4 (Activo a nivel bajo)

Se activa la salida correspondiente a la combinación binaria colocada en laentrada

El bloque combinacional anteriormente visto, puede desglosarse comouna combinación de compuertas lógicas básicas.

Estructura de un decodificador de dos bits de salidas activas altas ysalidas activas bajas respectivamente

Comercialmente encontramos decodificadores con entradas de habilitación o deshabilitación, el circuito equivalente de dichos CI se muestra a continuación.

DECODIFICADOR

3 - 8

S0E0

E1

E2

S1S2S3S4S5S6S7

I

E2 E1 E0 S0 S1 S2 S3 S4 S5 S6 S7

0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0

0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0

1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1

Decodificador 3-8 (Nivel activo alto)

Para poder decodificar todas las posibles combinaciones de cuatro bits, senecesitan dieciséis puertas de decodificación ( 2 =16). Este tipo dedecodificador se denomina comúnmente decodificador de 4 líneas a 16líneas.

Un trabajo común de un circuito digital es traducir un lenguaje de maquinaa números decimales. Una forma usual de dispositivo de salida de mostrarlos números decimales es la pantalla de siete segmentos, que se muestra acontinuación.

Un display común esta formado por siete elementos o segmentos. Lossiete segmentos se marcan con letras de la a a la g. Excitandodeterminadas combinaciones de estos segmentos, se pueden obtenercada uno de los diez dígitos decimales.

Cada segmento es un LED que emite luz cuando lo atraviesa una corrienteeléctrica. La configuración en ánodo común requiere un circuito de excitación,que proporcione un nivel de tensión bajo para activar un determinadosegmento (a). La configuración en cátodo común requiere un circuito deexcitación que proporcione un nivel de tensión alto para activar un ciertosegmento(b).

Cada segmento se utiliza para varios dígitos decimales, pero ninguno de ellosse emplea para representar los diez dígitos; por tanto, cada segmento tieneque activarse mediante su propio circuito de decodificación que detecta laaparición de cualquier número en el que haya que usar ese segmento.

Puesto que el código BCD no incluyelos valores binarios 1010, 1011, 1100,1101, 1110 y 1111, estascombinaciones no van nunca aaparecer en las entradas y pueden,por tanto, tratarse como condicionesindiferentes (X), como se indica en latabla de verdad.

Aplicaciones con Decodificadores

- Selección de dispositivos- Realización de funciones lógicas- Implementación de decodificadores

Selección de dispositivos:

Utilizamos la salida correspondiente de cada decodificador paraactivar cada dispositivo

Decodificador2 - 4

B

A

Lámpara00

Motor01

Válvula10

Ventilador11

• Un codificador es un circuito digital que efectúa la operación inversa de la queefectúa un decodificador. El codificador tiene 2 (o menos) líneas de entrada y nlíneas de salida. Estas últimas generan el código binario correspondiente al valorde entrada.

• 74x147: codificador de prioridad 10 a 4• 74x148: codificador de prioridad 8 a 3)• CD4532: CMOS 8-Bit Priority Encoder

• Este tipo de codificador tiene diez entradas, una para cada dígito decimal,y cuatro salidas que corresponden al código BCD, como se muestra en laFigura.

El bloque combinacional anterior puede representarse a través de compuertaslógicas básicas, basándonos en la tabla de verdad. Por ejemplo, el bit mássignificativo del código BCD, A3, es siempre un 1 para los dígitos decimales 8 o 9.

El típico ejemplo de aplicación es un codificador de teclado. Por ejemplo,los diez dígitos decimales del teclado de una calculadora tienen quecodificarse para poder ser procesados por el circuito lógico. Cuando sepulsa una de las teclas, el dígito decimal se codifica a su correspondientecódigo BCD.