Decodificadores
Conversión de binario a one-hot: activa exactamente una salida para cada combinación de entrada.
Un decodificador convierte una entrada binaria de n bits en 2ⁿ líneas de salida únicas, activando exactamente una salida para cada combinación de entrada. Los decodificadores están entre los circuitos combinacionales más versátiles, utilizados para decodificación de direcciones de memoria, controladores de pantalla y construcción de funciones lógicas arbitrarias. El decodificador BCD a 7 segmentos es un decodificador especializado utilizado para controlar pantallas numéricas.
Objectives
- Diseñar decodificadores de 2 a 4 y de 3 a 8 a partir de compuertas AND
- Usar entradas de habilitación para cascada y decodificación condicional
- Comprender los decodificadores BCD a 7 segmentos y los patrones de segmentos
- Aplicar decodificadores para decodificación de direcciones de memoria
- Implementar funciones lógicas arbitrarias usando decodificadores
Key Takeaways
- Un decodificador convierte n bits binarios en 2ⁿ salidas one-hot
- Cada salida del decodificador es un mintérmino de las variables de entrada
- Las entradas de habilitación permiten la cascada para decodificadores más grandes
- Los decodificadores BCD a 7 segmentos (74HC47, CD4511) controlan pantallas numéricas
- Los decodificadores pueden implementar CUALQUIER función booleana aplicando OR a las salidas seleccionadas
- El 74HC138 (3 a 8) y el 74HC139 (dual de 2 a 4) son los CIs decodificadores estándar
- La decodificación de direcciones de memoria es una de las aplicaciones más importantes de los decodificadores
Applications
- Decodificación de Direcciones de Memoria: Selección de chips de memoria según los bits de dirección.
- Control de Pantallas: Conversión BCD a 7 segmentos para lecturas numéricas.
- Selección de Puertos E/S: Elección de periféricos en sistemas con microprocesador.
- Decodificación de Instrucciones: Las CPU decodifican códigos de operación de instrucciones para activar señales de control.
Practice Problems
Problem 1: Escribe la expresión de salida para Y5 de un decodificador de 3 a 8.
Problem 2: Usando un decodificador de 3 a 8 y compuertas OR, implementa f(A,B,C) = Σm(0,2,5,7).
Problem 3: ¿Qué segmentos (a-g) deben estar ENCENDIDOS para mostrar el dígito "3" en una pantalla de 7 segmentos?
Problem 4: ¿Cómo se construye un decodificador de 4 a 16 a partir de dos 74HC138 (decodificadores de 3 a 8)?
Problem 5: Un sistema de memoria tiene un bus de direcciones de 16 bits. Usando decodificadores 74HC138, ¿cómo seleccionarías entre 8 chips de memoria, cada uno con 8KB?