- एनकोडर का मूल सिद्धांत:
- कंबाइन लॉजिक डिजाइन का उपयोग कर एनकोडर का निर्माण
- 8: 3 एनकोडर:
- सामान्य एनकोडर का दोष:
- प्राथमिकता एनकोडर:
एनकोडर, जैसा कि नाम से पता चलता है, एक बड़ी बिट सूचना को एक छोटे से बिट मूल्य में एन्कोड करता है। रहे हैं एनकोडर के कई प्रकार के इनपुट और आउटपुट की संख्या पर आधारित है और यह कैसे चल रही है पर आधारित है। लेकिन हर एनकोडर में एक अंतर्निहित नियम होता है, एक एनकोडर पर आउटपुट लाइनों की संख्या हमेशा इनपुट लाइनों की संख्या से कम होगी। हम एनकोडर के बारे में अधिक जानेंगे, एक एनकोडर क्या है, इस लेख में डिजिटल सर्किट में उनका उपयोग कैसे और क्यों किया गया है।
एनकोडर का मूल सिद्धांत:
आइए एक एनकोडर की कल्पना करें कि एक ब्लैक बॉक्स हो, जैसा कि नीचे दिखाया गया है, जो जादुई रूप से इनपुट लाइनों की संख्या को 4 से घटाकर सिर्फ 2 आउटपुट लाइनों तक सीमित कर देता है, लेकिन फिर भी डेटा में बिना किसी नुकसान के समान जानकारी प्रदान करता है।
पहले यह निर्धारित करते हैं कि इस एनकोडर का नाम क्या होगा। इसमें चार इनपुट और दो आउटपुट हैं इसलिए इस एनकोडर का नाम 4: 2 एनकोडर होगा । यदि एक एनकोडर में आउटपुट लाइनों की संख्या " n " है तो इनपुट लाइनों की संख्या 2 होगी n, हमारे मामले में आउटपुट लाइनों की संख्या दो है (n = 2) इसलिए इनपुट लाइनों की संख्या (2 2 = 4) चार होनी चाहिए जो कि वास्तव में है। चार इनपुट पिन I0 से I3 तक और दो आउटपुट पिन O0 से O1 तक लेबल किए जाते हैं
तो एनकोडर कैसे चार संकेतों को दो में परिवर्तित करता है, इसे नीचे दी गई सत्य तालिका पर एक नज़र डालकर समझा जा सकता है । यह जानना भी महत्वपूर्ण है कि यहां दिखाए गए एक साधारण एनकोडर का एक नियम है कि दिए गए समय में केवल एक इनपुट पिन अधिक होनी चाहिए, इसलिए निम्न सत्य तालिका में केवल एक इनपुट उच्च होगा।
इनपुट की हर संभावित स्थिति आउटपुट को उपरोक्त सत्य तालिका में दिखाया गया है। उदाहरण के लिए जब केवल O1 उच्च (1) है और अन्य सभी इनपुट कम हैं (0) तो दोनों आउटपुट पिंस कम (0) होंगे। इसी तरह प्रत्येक मामले के लिए आउटपुट पिन भी अपनी स्थिति बदल देगा। इस आउटपुट बिट्स स्टेटस का उपयोग करके उपयोगकर्ता एन्कोडर को दिए गए इनपुट सिग्नल को वापस ट्रेस कर सकेगा।
ठीक है, 4 पंक्तियों को 2 लाइनों में बदलने के बारे में क्या कल्पना है हमें इसकी आवश्यकता क्यों है?
समझने के उद्देश्य से हमने एक 4: 2 एनकोडर के बारे में बताया है, लेकिन अन्य एनकोडर भी हैं जो अधिक संख्या में इनपुट ले सकते हैं और उन्हें कम संख्या में आउटपुट में बदल सकते हैं जैसे 8: 3 एनकोडर, 16: 4 एनकोडर आदि। एनकोडर बहुत उपयोगी होते हैं जब हमें MCU / MPU पर उपयोग किए जाने वाले पिंस की संख्या को कम करना होता है या पीएलसी और अन्य प्रणालियों में सिग्नल ले जाने वाले तारों की संख्या को कम करना होता है जहां स्विच या एलईडी की एक सरणी होती है। यह कम तारों का उपयोग करके कुशलतापूर्वक डेटा संचारित करने में भी उपयोग किया जाता है। कुछ अनुप्रयोगों में हमारे पास एक ऐसी स्थिति हो सकती है जहां एक से अधिक इनपुट उच्च हो सकते हैं (1) उन मामलों में हम प्राथमिकता एनकोडर नामक कुछ करेंगे जिसे हम इस लेख में आगे चर्चा करेंगे।
कंबाइन लॉजिक डिजाइन का उपयोग कर एनकोडर का निर्माण
अब जब हम जानते हैं कि एक एनकोडर कैसे काम करता है और इसका उपयोग कहां किया जाता है। आइए हम सीखें कि सरल लॉजिक गेट्स का उपयोग करके निर्माण कैसे करें। यद्यपि एनकोडर 8: 3 की तरह ही स्वच्छ सिंगल पैकेज IC के रूप में SN74LS148 के रूप में उपलब्ध है, यह जानना महत्वपूर्ण है कि इनका निर्माण कैसे किया जाता है ताकि हम आवश्यक सत्य तालिका के आधार पर अपनी परियोजनाओं के लिए कस्टम एनकोडर बना सकें।
बूलियन अभिव्यक्ति:
कॉम्बीनेशन लॉजिक डिवाइस को डिजाइन करने में सबसे पहला सच टेबल के लिए बुलियन एक्सप्रेशन को ढूंढना है। यह बहुत आसान है और केवल सच तालिका को देखकर आसानी से निर्धारित किया जा सकता है। वही सत्य तालिका जो हमने पहले देखी थी, नीचे कुछ उदाहरणों के साथ दी गई है ताकि आप बेहतर समझ सकें।
अभिव्यक्ति की संख्या आउटपुट लाइनों की संख्या के बराबर होगी, यहां हमारे पास दो आउटपुट हैं और इसलिए हमारे पास दो एक्सप्रेशंस हैं। पहले आउटपुट O0 के लिए, बस यह जाँचें कि यह किस स्थिति में अधिक है (1) और इसी इनपुट पिन नंबर को ट्रेस करें जो उच्च (1) भी रहता है। इसी तरह O0 नोट के सभी उच्च मूल्यों के लिए जो इनपुट पिन नंबर अधिक है और पिन जोड़ें। आउटपुट पिन O0 के अनुरूप इनपुट पिन ऊपर लाल रंग में और O1 के लिए ब्लू में हाइलाइट किया गया है। तो O0 और O1 के लिए अभिव्यक्ति होगी
O 1 = I 3 + I 2 O 0 = I 3 + I 1
4: 2 एनकोडर सर्किट आरेख:
एक बार जब हम बूलियन अभिव्यक्ति प्राप्त करते हैं तो हमें इसे गेट्स के रूप में तैयार करना होगा। चूंकि हमारे पास जोड़ (+) ऑपरेशन है, इसलिए हम अपने सर्किट के निर्माण के लिए OR फाटकों का उपयोग करेंगे। आप अपनी आवश्यकताओं के अनुसार बूलियन अभिव्यक्ति को सरल या संशोधित भी कर सकते हैं। उपरोक्त अभिव्यक्ति के लिए सर्किट आरेख नीचे दिखाया गया है
सर्किट को आसानी से 7432 या गेट आईसी का उपयोग करके बनाया जा सकता है। मैं अपने का निर्माण किया है एनकोडर सर्किट एक से अधिक breadboard जिन्हें आप नीचे देख
चार इनपुट लाइनें (I0, I1, I2 और I3) चार पुश बटन द्वारा प्रदान की जाती हैं, जब बटन को दबाया जाता है तो यह +5V को पिन से जोड़ता है जिससे यह तर्क 1 हो जाता है और जब बटन दबाया नहीं जाता है तो पिन को जमीन पर रखा जाता है। 10k के माध्यम से इसे तर्क शून्य बनाने के लिए रोकनेवाला नीचे खींचें। आउटपुट (O0 और O1) को लाल एलईडी की एक जोड़ी का उपयोग करके दर्शाया गया है। यदि एलईडी चमकती है तो इसका मतलब है कि आउटपुट लॉजिक 1 है और यदि वे बंद हैं तो इसका मतलब है कि आउटपुट लॉजिक 0. एनकोडर सर्किट का पूरा काम नीचे दिए गए वीडियो में दिखाया गया है।
जैसा कि आप देख सकते हैं कि जब पहला बटन दबाया जाता है तो I0 उच्च बनाया जाता है और इसलिए दोनों आउटपुट कम रहते हैं। जब दूसरा बटन दबाया जाता है तो इनपुट I1 चालू होता है और इस प्रकार एक एलईडी O0 उच्च होने का संकेत देता है। अंत में जब चौथा बटन दबाया जाता है तो इनपुट I3 उच्च बनाया जाता है और इस तरह दोनों एलईडी उच्च होते हैं। यह एक बहुत ही सरल सर्किट है इसलिए हमने इसे आसानी से ब्रेडबोर्ड पर बनाया है लेकिन, व्यावहारिक एनकोडर के लिए सर्किट थोड़ा अधिक जटिल होगा। हालाँकि एनकोडर भी IC पैकेज के रूप में उपलब्ध हैं जिन्हें अगर यह आपके प्रोजेक्ट के अनुकूल है तो खरीदा जा सकता है।
8: 3 एनकोडर:
8: 3 एनकोडर का काम और उपयोग भी इनपुट और आउटपुट पिन की संख्या को छोड़कर 4: 2 एनकोडर के समान है। 8: 3 एनकोडर को बाइनरी एनकोडर को ऑक्टल भी कहा जाता है: 8: 3 एनकोडर के ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है
यहां एनकोडर में 8 इनपुट और 3 आउटपुट हैं, फिर से किसी भी समय केवल एक इनपुट उच्च (1) होना चाहिए। चूंकि 8 इनपुट हैं इसलिए इसे ऑक्टल इनपुट कहा जाता है और चूंकि तीन आउटपुट हैं इसलिए इसे बाइनरी आउटपुट भी कहा जाता है। एनकोडर की सत्य तालिका नीचे दिखाई गई है।
8: 3 एनकोडर सत्य तालिका:
बूलियन अभिव्यक्ति:
चूंकि हमारे पास आपका आउटपुट है, इसलिए नीचे दिखाए गए अनुसार हमारे तीन भाव होंगे
O 2 = I 7 + I 6 + I 5 + I 4 O 1 = I 7 + I 6 + I 3 + I 2 O 0 = I 7 + I 5 + I 3 + I 1
8: 3 एनकोडर सर्किट आरेख:
एक बार जब बूलियन अभिव्यक्ति प्राप्त होती है, तो हम नीचे दिखाए गए अनुसार OR फाटकों का उपयोग करके सर्किट आरेख का निर्माण कर सकते हैं।
सर्किट 4-इनपुट या गेट आईसी का उपयोग करता है, आप अन्य सामान्य 2 इनपुट गेट आईसी के उपयोग के लिए बूलियन अभिव्यक्ति को भी सरल बना सकते हैं।
सामान्य एनकोडर का दोष:
इस प्रकार के एनकोडर निम्नलिखित प्रमुख कमियों से ग्रस्त हैं
- जब कोई भी इनपुट अधिक नहीं होता है तो आउटपुट सभी शून्य के बराबर होगा, लेकिन यह स्थिति पहले बिट के उच्च (MSB) होने का भी विरोध करती है। इसलिए हमेशा ध्यान रखा जाना चाहिए कि कम से कम कोई एक बिट हमेशा चालू रहे
- जब एक से अधिक इनपुट अधिक होते हैं, तो आउटपुट ढह जाएगा और इनपुट में से किसी एक के लिए परिणाम दे सकता है जिससे भ्रम होता है।
इन कठिनाइयों को दूर करने के लिए हम एक अलग प्रकार के एनकोडर को नियुक्त करते हैं जिसे प्रायोरिटी एनकोडर कहा जाता है जो यह निर्धारित करने के लिए एक अतिरिक्त आउटपुट का उपयोग करता है कि क्या आउटपुट मान्य है, और जब एक से अधिक इनपुट उच्च मदद करता है जो कि LSD से उच्च शुरू होता है, जबकि अकेले माना जाता है दूसरे इनपुट्स को नजरअंदाज करना।
प्राथमिकता एनकोडर:
आइए एक उदाहरण के रूप में एक 4: 2 प्राथमिकता एनकोडर का विश्लेषण करें यह समझने के लिए कि यह सामान्य एनकोडर से कैसे अलग है और यह उपरोक्त दो कमियों को दूर कर सकता है। 4: 2 प्राथमिकता एनकोडर का ब्लॉक आरेख नीचे दिखाया गया है
प्राथमिकता 4: 2 एनकोडर में भी 4 इनपुट और 2 आउटपुट होते हैं, लेकिन हम V नामक एक और आउटपुट जोड़ेंगे जो वैध बिट के लिए खड़ा है। यह वैध बिट जाँच करेगा कि क्या सभी चार इनपुट पिन कम हैं (0) अगर कम बिट भी खुद को कम बताते हुए कहेगा कि आउटपुट मान्य नहीं है इस प्रकार हम ऊपर उल्लिखित पहले कमियों को दूर कर सकते हैं।
4: 2 प्राथमिकता एनकोडर सत्य तालिका:
अगला दोष MSB बिट्स को प्राथमिकता देकर टाला जा सकता है, एनकोडर MSB से जांच करेगा और एक बार यह पहला बिट पाता है कि उच्च (1) यह तदनुसार उत्पादन उत्पन्न करेगा। इसलिए यह मायने नहीं रखता है कि अन्य पिन उच्च या निम्न हैं। इसलिए 1 से नीचे एक बार सत्य तालिका में "X" द्वारा प्रस्तुत नहीं किया जाता है।
बूलियन अभिव्यक्ति:
अब हमें तीन एक्सप्रेशन प्राप्त करना है जो O0, O1 और V के लिए है। चूंकि सत्य तालिका में आइटम की परवाह नहीं है, इसलिए हमें इसके लिए बूलियन एक्सप्रेशन प्राप्त करने के लिए K-map विधि का उपयोग करना होगा। हम इस आलेख के दायरे से बाहर होने के बाद से के-मानचित्रों को कैसे हल करें, इसे कवर नहीं करेंगे। लेकिन नक्शा नीचे दिखाया गया है ताकि आप हस्तक्षेप कर सकें और खुद से सीख सकें।
उपरोक्त मानचित्रों में, बाईं ओर O1 के लिए है और दाईं ओर O0 के लिए है। आउटपुट लाइनों का उल्लेख y द्वारा किया जाता है और इनपुट लाइनों का उल्लेख x द्वारा किया जाता है। इसलिए समीकरण को व्यवस्थित करना तदनुसार हम निम्नलिखित प्राप्त करेंगे।
O 1 = I 3 + I 2 O 0 = I 2 I 1 '+ I 3
इसी तरह, वैध बिट "वी" के लिए बूलियन अभिव्यक्ति दी जा सकती है
V = I 3 + I 2 + I 1 + I 0
सर्किट आरेख:
इस परियोजना के लिए सर्किट आरेख का निर्माण बूलियन अभिव्यक्तियों का उपयोग करके किया जा सकता है।
सर्किट का निर्माण बुनियादी नहीं, और, या फाटकों का उपयोग करके किया जा सकता है। यहाँ बिट O0 और O1 को आउटपुट माना जाता है जबकि बिट V का उपयोग आउटपुट को मान्य करने के लिए किया जाता है। केवल अगर V V अधिक है, तो आउटपुट पर विचार किया जाएगा यदि V का मान कम है (0) आउटपुट को अनदेखा किया जाना चाहिए, क्योंकि इसका मतलब है कि सभी इनपुट पिन शून्य हैं।