Encoder - Decoder Nedir?

Endüstride, haberleşmede, bilgisayarda ve daha birçok yerde dijital elektronik kullanılır. Elektronik sistemlerde, çiplerin içerisinde mantık devreleri bulunmaktadır. Bu mantık devrelerinde en basitinden kodlayıcı ve kod çözücülerle işlemler yapılır.

A- A+

31.12.2015 tarihli yazı 134378 kez okunmuştur.

Kodlayıcı Devreler

Kodlayıcı, sayısal bir bilginin, başka bir sayısal bilgiye dönüştürülmesi için kullanılan lojik bir devredir. Örneğin, desimal (onluk) sayı sisteminde girilen sayısal bilgileri, binary (ikili) sayı sistemlerine dönüştürür. Alfanümerik tuş takımlarında ve klavyede kodlayıcı devreler kullanılır.

Şekil 1: Kodlayıcı Blok şeması

Kodlayıcı Tasarımı

Kodlayıcı tasarlarken giriş sayısını belirlememiz lazım. Bu girişleri kodlayabilecek minimum çıkış sayısını hesaplarız. 12 adet giriş kodlanması gerekiyorsa 2n > 12 formülü yardımıyla n’nin değerinin 4 olduğunu ve devrede 4 tane çıkış olması gerektiğini buluruz. Doğruluk tablosunu oluşturup, devrenin tasarımına geçilir.

4 bitlik giriş kodlamak istersek;

2ⁿ>4 formülünden n=2

Tablo1: 4x2 Encoder Doğruluk Tablosu

D0 girişi 1 olunca çıkış 00
D1 girişi 1 olunca çıkış 01
D2 girişi 1 olunca çıkış 10
D3 girişi 1 olunca çıkış 11

Çıkışların 1 olduğu yerlerin denklemi yazılırsa;

X=D2+D3
Y=D3+D1

Şekil 2: 4X2 Encoder devresi

Decimal – BCD kodlayıcı

10’luk sayı sisteminde ki kodları, bcd (ikili sayı sistemi ) koduna dönüştürür.

Tablo 2: Decimal-BCD Doğruluk tablosu

Kod Çözücü Devreler

Kod çözücü(decoder), kodlayıcının tersi işlem yapar. Kodlanmış bilgileri anlaşılır hale dönüştürmek için kullanılır. Örneğin cep telefonumuza gelen mesajları 2’lik sayı sisteminde anlayamayız. Gelen bilgiler çözümlenerek metin formatı haline getirilir. Bilgisayarda anakart, diğer mikroişlemcilerde adresleme amacıyla kullanılır.

Şekil 3: Kod çözücü blok diyagram

Kod Çözücü Tasarımı

Kod çözücü tasarlarken n tane giriş varsa 2ⁿ tane çıkış vardır. Doğruluk tablosu oluşturularak sistem tasarlanmış olur.

2X4 Kod çözücü (2 giriş 4 çıkış)

Tablo 3: 2x4 decoder doğruluk tablosu

Y0= ¯AB
Y1=¯AB
Y2=A¯B
Y3=AB

Şekil 4: 2x4 tasarlanmış Decoder

Kodlayıcı ve Kod Çözücü Entegreler

Entegreler devre tasarımını daha kolay ve düşük maliyetli hale getirmektedir. Kodlayıcı ve kod çözücü tasarlarken çeşitli devre elemanları kullanmaktansa tümleşik entegreler tercih edilir. TTL, CMOS gibi entegre türleri çoğunlukla kullanılır.

Kodlayıcı entegreler

►74LS147

Desimal – BCD kodlama için kullanılır. Klavye kodlama ve seçme işlemleri için uygundur.

Şekil 5: 74LS147 entegresi ve bacak isimleri

Normal koşullarda çıkış aktif olduğunda değeri lojik 1 olması gerekir. Bu çıkışa aktif 1 (Active High) adı verilir. Eğer ki çıkış aktif olduğunda değeri lojik 0 oluyorsa buna aktif 0 (Active Low) adı verilir.

74LS147 entegresi giriş ve çıkışları aktif 0’dır. Yani girişin aktif olabilmesi için lojik 0 uygulanmalıdır, çıkış aktif olduğunda lojik 0 alınır.

74LS147 entegresi de öncelikli kodlayıcıdır, yüksek girişin önceliği vardır. En yüksek giriş 9. Giriştir.

Tablo 4: 74LS147 doğruluk tablosu

►74LS148

Octal – BCD kodlama için kullanılır. 74148 entegresi 8 giriş 3 çıkış öncelikli kodlayıcıdır. Bu entegre için, Bu entegrenin girişleri değillenmiştir. Yani girişleri aktif etmek için lojik 0 verilmelidir. Bu entegrenin 8 girişi(G0 – G7) ve bir kontrol ucu(Ein) vardır. Ein=1 olduğunda entegre pasif durumdadır.

Şekil 6: 74148 entegresi

Tablo 5: 74LS148 doğruluk tablosu

Doğruluk tablosunda kullanılan X ifadesinin anlamı o girişin lojik 0 veya lojik 1 olmasının fark etmediğini göstermektir.

Kod çözücü entegreler

►74LS138

74LS138 kod çözücü entegresi hafıza sistemlerinde entegre seçiminde ve benzer amaçlarla diğer elektronik devrelerde kullanılır. Demultiplexer elemanı olarak da kullanılabilmektedir.

Şekil 7: 74LS138 decoder entegresi ve bacak isimleri

E1 ile E2 uçları lojik-0 ve E3 ucu da lojik-1 olmadığı sürece tüm çıkışlar lojik-1 değerindedir. Bu durumda herhangi bir kod çözme işlemi gerçekleşemez. Bu uçlardan bahsedilen gerekli izin bilgisi girildikten sonra kontrol A0,A1 ve A2 adres girişlerinden yapılır. Bu girişlerden girilen koda göre ilgili çıkış lojik-0 diğer çıkışlarda lojik-1 olur. Değeri 0 olan çıkış aktiftir (Aktif-0), değeri 1 olan çıkış ise pasiftir.

►74LS47 ve 7 segment display

Şekil 8: 74LS47 Decoder entegresi

Giriş değerlerine göre çıkışta elde edilen 7 led'li göstergeye uygun bilgiler görülmektedir. Entegre çıkışında 7 ledli gösterge değerlerini elde etmek için LT, RBI ve BI/RB0 uçlarının lojik-1’e bağlanması gereklidir.

Tablo 6: Doğruluk tablosu

Şekil 9: 7447 İSİS çizimi

Şekil 10: 7 segment display çıkışı

Encoder ve decoder kullanım alanları

Kod çözücü (decoder) ile bir kodlayıcı (encoder) arka arkaya bağlanırsa, sistemin girdi değeri, çıktı değeri olarak okunur. Kodlayıcı devresini, kapılar kullanarak yapmak da mümkündür.

Sayısal kodlayıcılar motorların şaftlarına yerleştirilerek servo motor üretiminde kullanılmaktadırlar. Hareketi dijital darbelere (puls) dönüştüren cihazlardır. Elde edilen bu dijital darbeler sayılarak ya da bit şeklinde okunarak hareketin hızını veya cismin o anki konumunu elde etmek mümkündür.

Kaynak:

► MEGEP

Yazar: Cem Aydınoğlu