2. Decodificadores

Son circuitos combinacionales integrados que disponen de n entradas y un número de salidas igual o menor a 2n, actúan de modo que según cual sea la combinación de las variables de entrada se activa una única salida, permaneciendo el resto de ellas desactivada.

Suelen disponer de una entrada adicional denominada de inhibición o strobe de modo que cuando esta entrada se encuentra activada, pone todas las salidas a 0.

Por ejemplo un decodificador de 2 entradas y 22=4 salidas, tendría la siguiente tabla de verdad:

Sus ecuaciones lógicas serían:

 

 

 

Que una vez implementado con puertas NOT y AND, quedaría:

 

 
 Imagen 05. Elaboración propia

 


 

Un ejemplo típico es el decodificador BCD a decimal, cuya tabla de verdad será:

 

Los decodificadores pueden ser de dos tipos:
  • No Excitadores. Se denominan así a un tipo de decodificadores cuyas salidas solo pueden acoplarse a otros circuitos digitales de la misma familia integrada, ya que dan una corriente muy pequeña en dichas salidas, incapaz de activar ningún otro componente.
  • Decodificadores Excitadores. Son aquellos cuyas salidas dan suficiente corriente como para atacar, no solo a otros circuitos integrados de la misma familia, sino también a otros dispositivos, tales como displays, lámparas, relés, transductores,...

Un decodificador muy común es el de siete segmentos, este circuito combinacional activa simultáneamente varias salidas, decodifica la información de entrada en BCD a un código de siete segmentos adecuado para que se muestre en un display de siete segmentos, es el procedimiento empleado en todas las calculadoras, los relojes digitales,...

Imagen 06. Elaboración propia

Su tabla de verdad sería:

 

 

En las imágenes siguientes puedes ver, qué segmentos están encendidos en dos números, el 6 y el 7. En el 7, como indica la tabla de verdad, están encendidos el a, el b y el c (encendido quiere decir en este caso valor lógico a 1)

Imagen 07. Elaboración propia

En el 6, están apagados el a y el b (apagado quiere decir valor lógico a cero)

Aplicacion de los decodificadores: Implementación de funciones lógicas con decodificadores

Una de las principales aplicaciones de los decodificadores es que permite implementar ecuaciones correspondientes al funcionamiento de una función lógica.

Ejemplo. A partir de la tabla de la verdad siguiente:

 

La función canónica será

Para implementar la función lógica empleando un decodificador, actuaremos del siguiente modo: 

En primer lugar se debe utilizar un decodificador que tenga igual o mayor número de líneas de entrada que el número de variables de la función lógica. En nuestro ejemplo un decodificador de cuatro a diez líneas, con salidas activas a nivel bajo y conectando a masa la entrada de mayor peso

Luego, miramos las salidas del decodificador que hacen que la salida de la función sea 1, según la tabla de verdad, corresponde a las salidas:

S1=001, S3=011, S4=100 y S7=111

Ahora debemos sumar estos términos para conseguir la función lógica deseada, para lo que emplearemos el tipo de puertas adecuado que podrán ser:

  • Puertas OR, si hemos utilizado decodificadores con salidas activas en nivel alto, ya que la función se debe activar cuando sea 1, uno o varios de los términos que constituyen la función.
  • Puertas NAND, si hemos utilizado decodificadores con salidas activas en nivel bajo, ya que la función se debe activar cuando sea 0 uno o varios de los términos que constituyen la función.

En caso de que alguna combinación de la tabla de verdad que provocan 1 en la salida de la función no tuviera correspondencia con las salidas del decodificador, se confeccionarán mediante puertas lógicas la combinación correspondiente, llevándose la salida de esta combinación junto a la del circuito, a una puerta OR final.

Icono de iDevice Caso de estudio
Te proponemos dos ejemplos para intentar mostrar el uso de decodificadores como dispositivos para impelmentar funciones lógicas

Ejemplo 1

Implementar utilizando un decodificador el circuito correspondiente a una función lógica F(A,B,C), que debe cumplir que será cero cuando las tres variables de entrada estén a nivel bajo, o cuando la variable B se encuentre en estado alto si A no lo está. En los demás casos la función dará un 1 en la salida.


Ejemplo 2 

Se desea implementar empleando un decodificador, un circuito correspondiente a una función lógica en la que mediante tres sensores (A,B,C) controlen el estado de tres avisadores (X,Y,Z), de modo que se cumplan las siguientes premisas.

  • cuando se active únicamente el sensor A, no habrá indicación alguna.
  • cuando se active únicamente el sensor B, actuara el indicador Z.
  • cuando se active únicamente el sensor C, actuaran los indicadores X e Y.
  • cuando se activen únicamente A y B, actuara X.
  • cuando se activen únicamente B y C, actuaran X y Z.
  • cuando se activen únicamente A y C, actuara Y.
  • cuando se activen simultáneamente A, B y C, los tres actuadores estarán a 0.
  • En caso de inactividad de los sensores, la indicación será nula.

 


Un último ejemplo: Control de lámparas de un semáforo

Con 2 elementos para transmitir órdenes, se pueden conseguir 4 (22) instrucciones distintas, a esto es a lo que llamamos, información codificada en binario.

Un semáforo debe tener tres salidas que serán cada una de las tres lámparas, (se podría añadir una cuarta salida que indicase avería), este lo podemos conseguir con un decodificador de dos entradas y cuatro salidas, con lo que en cada instante solamente puede estar activada una única lámpara, y el circuito de control semafórico que diseñemos solamente deberá disponer de dos salidas.


Imagen 08. Elaboración propia

 

Si el sistema de control envía el número 0 codificado, se activará la luz roja, que está asociada a esa combinación de las variables de entrada, y así sucesivamente.

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