- Prinsip Dasar Decoder:
- Kekurangan Decoder standar:
- Dekoder Prioritas:
- 3: 8 Dekoder:
- 4:16 Dekoder:
- Aplikasi:
Decoder adalah jenis rangkaian kombinasional yang menerjemahkan nilai bit kecil menjadi nilai bit besar. Ini biasanya digunakan dalam kombinasi dengan encoder yang melakukan kebalikan dari apa yang dilakukan decoder, jadi baca tentang Encoder di sini sebelum Anda melanjutkan dengan Decoder. Sekali lagi seperti Encoder ada banyak jenis Decoder juga tetapi jumlah baris keluaran dalam decoder akan selalu lebih dari jumlah baris masukan. Kita akan mempelajari cara kerja decoder dan bagaimana kita dapat membuatnya untuk proyek kita dalam tutorial ini.
Prinsip Dasar Decoder:
Seperti yang diceritakan sebelumnya, decoder hanyalah bagian tandingan dari Encoder. Dibutuhkan sejumlah nilai biner sebagai input dan decode kemudian menjadi lebih banyak baris dengan menggunakan logika. Sebuah decoder sampel ditunjukkan di bawah ini yang mengambil 2 baris sebagai masukan dan mengubahnya menjadi 4 baris.
Aturan praktis lain dengan Decoder adalah, jika jumlah input dianggap n (di sini n = 2) maka jumlah output akan selalu sama dengan 2 n (2 2 = 4) yang merupakan empat dalam kasus kami. Decoder memiliki 2 jalur input dan 4 jalur output; maka jenis Decoder ini disebut sebagai Decoder 2: 4. Dua pin input diberi nama I1 dan I0 dan empat pin output diberi nama dari O0 hingga O3 seperti yang ditunjukkan di atas.
Penting juga untuk diketahui bahwa Decoder biasa seperti yang ditunjukkan di sini memiliki kekurangan yaitu tidak dapat membedakan antara kondisi kedua input menjadi nol (tidak terhubung ke rangkaian lain) dan kedua input menjadi rendah (logika 0). Kelemahan ini dapat diatasi dengan menggunakan Decoder Prioritas yang akan kita pelajari nanti di artikel ini. Tabel kebenaran Decoder biasa ditunjukkan di bawah ini
Dari tabel kebenaran decoder kita dapat menulis ekspresi Boolean untuk setiap baris Output, cukup ikuti di mana output menjadi tinggi dan bentuk logika AND berdasarkan nilai I1 dan I0. Ini sangat mirip dengan metode Encoder, tetapi di sini kami menggunakan logika AND, bukan logika OR. Ekspresi Boolean untuk keempat baris diberikan di bawah ini, di mana simbol (.) Mewakili logika AND dan simbol (') mewakili logika NOT
O 0 = I 1 '. Saya 0 ' O 1 = I 1 '. Saya 0 O 2 = I 1. Saya 0 ' O 3 = I 1. Saya 0
Sekarang kita memiliki keempat ekspresi, kita dapat mengubah ekspresi ini menjadi rangkaian gerbang logika kombinasional menggunakan gerbang AND dan gerbang NOT. Cukup gunakan gerbang AND di tempat (.) Dan gerbang NOT (logika terbalik) di tempat (') dan Anda akan mendapatkan diagram logika berikut.
Mari kita buat diagram sirkuit decoder 2: 4 di papan tempat memotong roti dan memeriksa cara kerjanya di kehidupan nyata. Untuk membuatnya bekerja sebagai perangkat keras Anda harus menggunakan IC gerbang logika seperti 7404 untuk gerbang NOT dan 7408 untuk gerbang AND. Dua input I0 dan I1 disediakan melalui tombol tekan dan output diamati melalui lampu LED. Setelah Anda membuat sambungan pada papan tempat memotong roti, akan terlihat seperti ini pada gambar di bawah
Papan ini didukung oleh suplai + 5V eksternal, yang pada gilirannya memberi daya pada IC Gerbang melalui pin Vcc (pin 14) dan ground (pin 7). Input diberikan oleh push button, saat ditekan berlogika 1 dan saat tidak ditekan memberikan logika 0, resistor pull down bernilai 1k juga ditambahkan sepanjang jalur input untuk mencegah pin dari kondisi floating. Jalur output (O0 hingga O3) diberikan melalui lampu LED merah ini, jika menyala itu adalah logika 1 dan logika 0. Kerja lengkap rangkaian decoder ini ditunjukkan pada video di bawah ini
Perhatikan bahwa tabel kebenaran untuk setiap input ditampilkan di sudut kiri atas dan LED juga bersinar dengan cara yang sama. Demikian pula kita juga dapat membuat diagram logika kombinasional untuk semua jenis Decoder dan membangunnya di atas perangkat keras seperti ini. Anda juga dapat melihat IC decoder yang tersedia jika proyek Anda cocok.
Kekurangan Decoder standar:
Sama seperti Encoder, Decoder standar juga mengalami masalah yang sama, jika kedua input tidak terhubung (logika X) output tidak akan tetap nol. Sebaliknya Decoder akan menganggapnya sebagai logika 0 dan bit O0 akan dibuat tinggi.
Dekoder Prioritas:
Jadi kita menggunakan Priority Decoder untuk mengatasi masalah tersebut, decoder jenis ini memiliki tambahan pin input berlabel “E” (Enable) yang akan dihubungkan dengan pin valid dari priority Decoder. The diagram blok untuk prioritas Decoder ditunjukkan di bawah ini.
The tabel kebenaran untuk Encoder Priority juga ditampilkan di bawah ini, di sini X mewakili tidak ada koneksi dan '1' mewakili logika tinggi dan '0' mewakili logika rendah. Perhatikan bahwa bit pengaktifan adalah 0 ketika tidak ada koneksi pada jalur Input dan karenanya jalur keluaran juga akan tetap nol. Dengan cara ini kita bisa mengatasi kekurangan yang disebutkan di atas.
Seperti biasa dari tabel kebenaran kita dapat menggerakkan ekspresi Boolean untuk jalur keluaran O0 ke O3. Ekspresi Boolean untuk tabel kebenaran di atas ditampilkan di bawah ini. Jika Anda melihat lebih dekat Anda dapat melihat bahwa ekspresinya sama seperti decoder 2: 4 normal tetapi bit Enable (E) telah dibuat ke AND dengan ekspresi tersebut.
O 0 = EI 1 '.I 0 ' O 1 = EI 1 '. I 0 O 2 = EI 1.I 0 ' O 3 = EI 1.I 0
Diagram logika kombinasional untuk ekspresi Boolean di atas dapat dibangun menggunakan beberapa Inverter (BUKAN Gerbang) dan gerbang AND 3-masukan. Cukup ganti simbol (') dengan inverter dan simbol (.) Dengan gerbang AND dan Anda akan mendapatkan diagram Logika berikut.
3: 8 Dekoder:
Ada juga beberapa Decoder tingkat tinggi seperti Decoder 3: 8 dan Decoder 4:16 yang lebih umum digunakan. Dekoder ini sering digunakan dalam paket IC untuk kompleksitas rangkaian. Hal ini juga sangat umum untuk menggabungkan decoder urutan rendah seperti Decoder 2: 4 untuk membentuk Decoder tingkat tinggi. Misalnya kita tahu bahwa Decoder 2: 4 memiliki 2 Input (I0 dan I1) dan 4 Output (O0 hingga O3) dan Decoder 3: 8 memiliki tiga input (I0 hingga I2) dan Delapan Output (O0 hingga O7). Kita dapat menggunakan rumus berikut untuk menghitung jumlah decoder urutan bawah (2: 4) yang diperlukan untuk membentuk decoder tingkat tinggi seperti Decoder 3: 8.
Jumlah yang diperlukan Decoder Orde Bawah = m2 / m1 Dimana, m2 -> jumlah output untuk Decoder orde rendah m1 -> jumlah output untuk Decoder orde tinggi
Dalam kasus kami, nilai m1 akan menjadi 4 dan nilai m2 akan menjadi 8, jadi menerapkan nilai-nilai ini dalam rumus di atas yang kita dapatkan
Jumlah yang diperlukan dari 2: 4 Decoder untuk 3: 8 Decoder = 8/4 = 2
Sekarang kita tahu bahwa kita akan membutuhkan dua Dekoder 2: 4 untuk membentuk Dekoder 3: 8, tetapi bagaimana keduanya harus dihubungkan untuk berkumpul. Diagram blok di bawah menunjukkan hal itu
Seperti yang Anda lihat, input A0 dan A1 dihubungkan sebagai input paralel untuk kedua decoder dan kemudian pin Enable dari Decoder pertama dibuat untuk bertindak sebagai A2 (input ketiga). Sinyal Inverted A2 diberikan ke pin Enable decoder kedua untuk mendapatkan output Y0 ke Y3. Di sini output Y0 ke Y3 disebut empat menit yang lebih rendah dan output Y4 ke Y7 disebut empat menit yang lebih tinggi. Minterms orde rendah diperoleh dari decoder kedua dan minterms orde tinggi diperoleh dari decoder pertama. Meskipun salah satu kelemahan nyata dalam jenis desain kombinasional ini adalah, Decoder tidak akan memiliki pin Enable yang membuatnya rentan terhadap masalah yang telah kita bahas sebelumnya.
4:16 Dekoder:
Mirip dengan Decoder 3: 8, Decoder 4:16 juga dapat dibangun dengan menggabungkan dua Decoder 3: 8. Untuk Decoder 4: 16 kita akan memiliki empat input (A0 hingga A3) dan enam belas output (Y0 hingga Y15). Sedangkan untuk Decoder 3: 8 kita hanya memiliki tiga input (A0 sampai A2).
Kita telah menggunakan rumus untuk menghitung jumlah Decoder yang dibutuhkan, dalam hal ini nilai m1 akan menjadi 8 karena decoder 3: 8 memiliki 8 keluaran dan nilai m2 akan menjadi 16 karena decoder 4:16 memiliki 16 keluaran, jadi menerapkan nilai-nilai ini dalam rumus di atas yang kita dapatkan
Jumlah yang diperlukan Decoder 3: 8 untuk Decoder 4:16 = 16/8 = 2
Oleh karena itu kita membutuhkan dua buah Decoder 3: 8 untuk membuat sebuah Decoder 4:16, susunan dari kedua Decoder 3: 8 ini juga akan sama dengan yang kita lakukan sebelumnya. Diagram blok untuk menghubungkan kedua Dekoder 3: 8 ini bersama-sama ditunjukkan di bawah ini.
Di sini, keluaran Y0 hingga Y7 dianggap sebagai delapan menit yang lebih rendah dan keluaran dari Y8 ke Y16 dianggap sebagai delapan menit yang lebih tinggi. Minterm kanan bawah langsung dibuat menggunakan input A0, A1 dan A2. Sinyal yang sama juga diberikan ke tiga input dari Decoder pertama, tetapi pin Enable dari decoder pertama digunakan sebagai Pin input keempat (A3). Sinyal terbalik dari input A3 keempat diberikan ke pin pengaktifan Decoder kedua. Dekoder pertama mengeluarkan nilai delapan menit yang lebih tinggi.
Aplikasi:
Decoder biasanya digunakan dalam kombinasi dengan Encoder dan karenanya keduanya berbagi aplikasi yang sama. Tanpa Decoder dan Encoder elektronik modern seperti ponsel dan Laptop tidak akan mungkin terjadi. Beberapa aplikasi penting Decoder tercantum di bawah ini.
- Aplikasi Pengurutan Sinyal
- Aplikasi Sinyal Waktu
- Garis jaringan
- Elemen memori
- Jaringan Telepon