Codificadores, Multiplexores y Decodificadores

Codificador

Un codificador es un circuito combinacional con 2^N entradas y N salidas, cuya misión es presentar en la salida el código binario correspondiente a la entrada activada.

Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. En el caso de codificadores sin prioridad, puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo, la salida 0 podría indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada número 0. Además, ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lógica de dichas entradas, ocasionando mayor confusión. Por ello, este tipo de codificadores es usado únicamente cuando el rango de datos de entrada está correctamente acotado y su funcionamiento garantizado.

Ejemplo de un codificador:

El diagrama lógico, en forma simplificada, de un codificador decimal a BCD se muestra en la figura 1

Figura 1: Codificador BCD

El codificador tiene diez entradas a la izquierda y cuatro salidas a la derecha, además puede tener una entrada activa, que produce una única salida.

Una característica poco habitual del codificador es que no hay entrada 0. Una entrada cero significa una salida 1111 (en D, C, B y A) que es verdadera cuando todas las entradas del 1-9 están desconectadas. Cuando las entradas no están conectadas, se dice que están flotando.

En la figura se presenta el diagrama de bloques y la tabla de verdad de un codificador comercial denominado de prioridad de 10-4 líneas.

Figura 2: Símbolo lógico del codificador 74147

 

Decodificadores

Un decodificador o descodificador es un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2^N), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador.
Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 2²=4 salidas, en el que las entradas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla, donde se ha considerado que las salidas se activen con un "uno" lógico:

 

Ejemplo decodificador.

 

Tabla de verdad para el decodificador 2 a 4

Entradas		Salidas
A	B	D3	D2	D1	D0
0	0	0	0	0	1
0	1	0	0	1	0
1	0	0	1	0	0
1	1	1	0	0	0

Ejemplo de un Decodificador:

Decodificador BCD / 7 segmentos.

A menudo necesitamos hacer visible la lectura de algún instrumento digital, por ejemplo, un voltímetro digital, un frecuencímetro; Esto podemos hacerlo posible mediante un visualizador numérico de 7 segmentos. Este es un indicador estático cuyos segmentos se iluminan debido a que están compuestos de diodos luminiscentes (diodos LED), pequeños filamentos de bombilla o, incluso, están formados por cristal líquido (diodos LCD).

Los diodos LED trabajan a baja tensión y con pequeña potencia, por tanto, podrán excitarse directamente con puertas lógicas adecuadas.

En la figura aparece un visualizador de 6 segmentos, empleando un decodificador BCD / 6 segmentos. Para codificar del 0 al 9, necesitaremos 4 bits, ya que son 10 números; pero, como 24 = 16, podemos codificar 6 combinaciones más; Ventaja que podemos aprovechar para visualizar información, caso de trabajar en código hexadecimal, si empleamos el decodificador oportuno.

Multiplexores

Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida.
En el campo de la electrónica el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Ejemplo de un Multiplexor

multiplexor comercial TTL 74150 que tiene las siguientes características:

• Consta de 16 entradas de datos.
• Tiene una única salida invertida w (pin 10).
• Posee cuatro entradas selectoras de datos de A a D (pin 15 al 11).
• Tiene una entrada de habilitación denominada STROBE que se considera como un conmutador ON-OFF.

Figura 2: Selector de datos 74150

La tabla de verdad del selector de datos 74150 nos muestra en su primera línea la entrada de habilitación (STROBE) en alto lo cual no habilita ningún dato, sea cualquiera la entrada de selección, como resultado obtendremos en la salida una tensión alta. En la segunda línea tenemos las entradas de habilitación en bajo lo cual habilita las entradas selectoras de datos que en este caso están en bajo por lo cual en la salida obtendremos la entrada E.