آی سی انکودر و دی کودر
ای سی انکودر و دی کودر: مبدلهای هوشمند داده در سیستمهای دیجیتال
ای سی انکودر و دی کودر از قطعات اساسی در سیستمهای دیجیتال به شمار میروند. در واقع، این تراشهها نقش حیاتی در تبدیل فرمتهای مختلف داده ایفا میکنند. به طور کلی، آنها امکان ارتباط کارآمد بین زیرسیستمهای مختلف را فراهم مینمایند.
اصول عملکرد انکودرها
انکودرهای اولویتدار
ورودیهای فعال را به خروجی باینری تبدیل میکنند. معمولاً تنها بالاترین ورودی فعال اولویت دارد. علاوه بر این، در سیستمهای interrupt کاربرد گستردهای دارند.
انکودرهای ساده
ورودی n بیتی را به خروجی m بیتی تبدیل مینمایند. به طور معمول، از قانون 2^n به m پیروی میکنند. از سوی دیگر، در کیپدها و صفحهکلیدها استفاده میشوند.
اصول عملکرد دیکودرها
دیکودرهای باینری به دسیمال
ورودی باینری را به خروجی یک-از-n تبدیل میکنند. معمولاً در هر زمان تنها یک خروجی فعال است. همچنین، در سیستمهای آدرسدهی حافظه کاربرد دارند.
دیکودرهای BCD به 7-Segment
داده BCD را به کد نمایش سون سگمنت تبدیل میکنند. اغلب مستقیماً به نمایشگرها متصل میشوند. علاوه بر این، در دستگاههای اندازهگیری دیجیتال استفاده میشوند.
پارامترهای فنی کلیدی
مشخصات زمانی
تأخیر انتشار typically 10 تا 50 نانوثانیه است. همچنین، زمان راهاندازی typically 5 تا 20 نانوثانیه میباشد. به علاوه، زمان نگهداری typically 0 تا 5 نانوثانیه است.
مشخصات الکتریکی
ولتاژ کاری typically 3.3V یا 5V است. از طرف دیگر، جریان ورودی typically 1μA میباشد. همچنین، جریان خروجی typically 8 تا 24mA است.
پیکربندیهای موجود
انکودر 8-to-3 در دسترس است. همچنین، انکودر 10-to-4 اولویتدار موجود میباشد. علاوه بر این، دیکودر 3-to-8 و 4-to-16 نیز وجود دارند.
کاربردهای صنعتی
سیستمهای کنترل صنعتی
در PLC ها برای مدیریت ورودیها استفاده میشوند. همچنین، در سیستمهای آدرسدهی ماژولها کاربرد دارند. به علاوه، در کنترلرهای سکانس نیز به کار میروند.
تجهیزات ارتباطی
در مالتیپلکسرهای داده مورد استفاده قرار میگیرند. همچنین، در سیستمهای رمزگذاری آدرس به کار میروند. علاوه بر این، در پروتکلهای ارتباطی نیز استفاده میشوند.
سیستمهای نمایشگر
در درایورهای نمایشگر سون سگمنت کاربرد دارند. همچنین، در کنترل پنلهای صنعتی استفاده میشوند. به علاوه، در دستگاههای اندازهگیری نیز به کار میروند.
مزایای استفاده از آیسیهای مجتمع
کاهش پیچیدگی
گیتهای منطقی متعدد حذف میشوند. همچنین، سیمکشی سادهتر میشود. علاوه بر این، تعداد قطعات کاهش مییابد.
افزایش قابلیت اطمینان
نقاط اتصال کمتر میشوند. همچنین، عملکرد در کارخانه تست میشود. به علاوه، استانداردهای کیفیت بالا رعایت میشوند.
بهینهسازی فضا
ابعاد PCB کاهش مییابد. همچنین، تراکم قطعات افزایش مییابد. علاوه بر این، طراحی compact میشود.
خانوادههای معروف
سری 74HC148
انکودر اولویتدار 8-to-3 است. معمولاً ورودیهای active-low دارد. همچنین، خروجیهای active-low ارائه میدهد.
سری 74HC138
دیکودر 3-to-8 محسوب میشود. معمولاً ورودیهای active-high دارد. علاوه بر این، خروجیهای active-low دارد.
سری CD4511
دیکودر BCD به 7-Segment است. معمولاً خروجیهای source-current دارد. همچنین، دارای لچ داخلی میباشد.
ملاحظات طراحی مهم
انتخاب سطح ولتاژ
سازگاری با سطح ولتاژ سیستم ضروری است. همچنین، نویز margin باید در نظر گرفته شود. به علاوه، تطابق با تکنولوژی دیگر قطعات مهم است.
مدیریت توان
محاسبه توان مصرفی کل لازم است. همچنین، جریان استاتیک و دینامیک باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این، انتخاب پکیج مناسب اهمیت دارد.
الزامات زمانی
تطابق با فرکانس کاری سیستم ضروری است. همچنین، تأخیرهای بحرانی باید در نظر گرفته شوند. به علاوه، آنالیز setup و hold time لازم است.
تولیدکنندگان برتر
Texas Instruments
تولیدکننده سری 74HC محسوب میشود.
ON Semiconductor
تولیدکننده سری MC74HC میباشد.
NXP Semiconductors
تولیدکننده سری HEF4000 است.
راهنمای انتخاب
تحلیل نیازهای سیستم
تعداد خطوط ورودی و خروجی باید محاسبه شود. همچنین، سرعت مورد نیاز باید تعیین گردد. به علاوه، نوع خروجی مورد نظر باید مشخص شود.
ملاحظات رابطسازی
سطح ولتاژ قطعات مجاور باید بررسی شود. همچنین، ظرفیت بار خروجیها باید در نظر گرفته شود. علاوه بر این، امپدانس ورودی باید محاسبه شود.
شرایط محیطی
محدوده دمایی کاری باید مشخص شود. همچنین، سطح نویز محیط باید ارزیابی گردد. به علاوه، رطوبت و گردوغبار باید در نظر گرفته شود.
نکته پایانی:
انتخاب ای سی انکودر و دی کودر مناسب نیازمند درک دقیق نیازهای سیستم و پارامترهای فنی است. بنابراین، همیشه از شبیهسازی timing استفاده کنید. همچنین، با دیتاشیت قطعه به دقت آشنا شوید. در نهایت، تست عملی در شرایط واقعی را فراموش نکنید.
