Autor: Rubén San Martín. Centro de Ingeniería Eléctrica y Sistemas (CESICE). FIIIDT.
Para dar continuación a la nota técnica titulada “Sistema Combinacional o Lógica Combinacional (Parte 1)” es importante recordar que los circuitos combinacionales de Media Escala de Integración se clasifican en dos grupos según la función que desempeñan en el interior de los Sistemas Digitales: Circuitos de Comunicación y Circuitos Aritméticos.
Circuitos de Comunicación: transmiten información y son: Los Codificadores, Los Decodificadores, Convertidores de Código, Multiplexores y Demultiplexores.
Un Codificador, es un circuito combinacional formado por 2n entradas y n salidas, cuya función es tal, que cuando una sola entrada adopta un determinado valor lógico “0 “o “1 “, según las propiedades del circuito, las salidas representan en binario el número de orden de la entrada que adopta el valor activo. En otras palabras, los Codificadores nos permiten “compactar” la información, generando un código de salida a partir de la información de entrada.
Por ejemplo, que estamos diseñando un Sistema Digital que permita controlar una Cadena Musical, la cual está constituida por un CD, Reproductor Radio y un IPod. El sistema deberá activar el dispositivo musical según el botón que haya pulsado el usuario.
Consideremos que se tienen 4 botones en la cadena, de manera que cuando no están pulsados, generan un ’0’ y cuando están pulsados se genera un ’1’ (Botones digitales). Se podrían conectar directamente al circuito de control de la cadena de música, tal como se muestra en la Figura 1.
El circuito de control deberá contener un Codificador de 22 Entradas (Eo, E1, E2 y E3), en las cuales estarán conectados los dispositivos musicales y contará con dos (2) Salidas (So y S1) para controlar cuál de los dispositivos musicales estará activo, ya se tienen 22 = 4 combinaciones posibles.
Bien se estará escuchando el CD, el reproductor, el radio o bien el IPod, pero no puede haber más de un botón pulsado a la vez. Tal y como se han hecho las conexiones al codificador, el CD tiene asociado el número 0, el Reproductor el 1, el Radio el 2 y el IPod el 3 (Este número depende de la entrada del codificador a la que se haya conectado).
A la salida del codificador se obtendrá el número del botón pulsado. La tabla de verdad será la siguiente.
El circuito de control de la cadena ahora sólo tendrá 2 bits de entrada para determinar el Pulsador que ha sido activado. Antes se necesitaban 4 entradas. El codificador que se ha usado tiene 4 entradas y 2 salidas, por lo que se llama codificador de 4 a 2. Existen codificadores de mayor número de entradas, por ejemplo, 23 = 8 Entradas y 3 Salidas.
Se verá a continuación cómo se obtienen las ecuaciones para el diseño de un Codificador de 4 a 2. Las ecuaciones se obtienen siguiendo el mismo método de diseño, primero se realiza la tabla de verdad completa y luego se aplica el método de Mapas de Karnaugh. Con ello se consiguen las ecuaciones más simplificadas para las salidas S1 y So. Al realizar la tabla de verdad, se debe que tener en cuenta que muchas de las entradas No se pueden producir.
En las entradas de un decodificador, una y sólo una de las entradas sólo deberá estar activa en cada momento. En este sentido, se utilizará esto para simplificar las ecuaciones. Se ha utilizado una X para indicar que esa salida nunca se producirá. Las salidas So y S1 siempre valen X, excepto para las cuatro filas asignadas a los dispositivos musicales a controlar.
De este modo se puede ver y entender la lógica interna que implementa un Codificador al momento de realizar la transmisión de la información.
Más adelante en la parte tres, se continuará con el tema de los circuitos Decodificadores, cómo funcionan, para qué sirven y su lógica interna.
Bibliografías
[1] Andrés Herrera (2016). Trabajo de Laboratorio Nº02: Diseño de Sistemas Lógicos Combinacionales en Media Escala de Integración (MSI). – Venezuela (Guía de Laboratorio de Sistemas Lógicos) Charallave: Universidad Nacional Experimental Politécnica “Antonio José de Sucre”, Ingeniería Mecatrónica.
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