مولدات الشفرة و فك الشفرة Decoders, Encoders


مولدات الشفرة فى الحقيقة مولدات الشفرة و فك الشفرة هما نفس الشيء، بمعنى أن كلاهما تحول من كود لآخر ولكن اتفق على أن تكون مولدات الشفرة Encoders هى التى تحول من دائرة موائمة مثل لوحة مفاتيح أو حساس ميكانيكى إلى كود ثنائى و فك الشفرة Decoders هى العكس أى تأخذ من كود ثنائى إلى لوحة عرض للقراءة أو تحريك ريلاى أو آلة من نوع ما أو حتى مجموعة من الثنائيات الضوئية LED.

تعتمد هذه الوحدات فى أبسط صورها على مجموعة من البوابات تحلل المداخل المتنوعة إلى مخارج مطلوبة و حينما تتعقد الأمور بزيادة عدد المداخل و المتطلبات ، يكون من الأفضل استخدام الذاكرة حيث تستخدم أنواع ثابتة سيأتى شرحها لاحقة لإعطاء مجموعة من المخارج مقابل كل مجموعة من المداخل.
مثال لهذا هى الدائرة SN74ls138 وهى تفك الشفرة الثنائية أو توزعها من ثمانى Octal (أى ثلاث خطوط) إلى ثمانية خطوط أى واحد من ثمانية لذا تسمى 1-8 Decoder – demultiplexer
لتنفيذ هذه المهمة نحتاج 8 بوابات كل منها ذو ثلاث مداخل يدخل لها التركيب المناسب من قيم الدخل و أخرى “رابعة” للتحكم فى الخرج فمثلا تكون القيمة 7 من الثلاث مداخل معا ولكن المخرج صفر يجب أن يدخل “عكس” المداخل الثلاث، إذن سنحتاج لثلاث عاكسات للثلاث مداخل.

مولدات الشفرة

للتوضيح وضعت المداخل فى الإطار الأصفر و تسمى A0,A1,A2 وهى تقبل العد من واحد إلى 7 ثم تدخل لثلاث عاكسات باللون الأزرق وللتسهيل وضعت ألوان سماوى وازرق ز أخضر لخطوط هذه المخارج، الهدف الرئيسى منها جعل المداخل السابقة كل منها يساوى حمل واحد من هذه العائلة لأن مثلا المدخل A0 يغذى البوابات التى تعطى المخارج Q0,Q2,Q4,Q6 أى أربع أحمال ولكن بفضل هذا العاكس يصبح الدخول موحد و الآن وضعـنا ثلاث عاكسات للحصول على قيمة مطابقة للمداخل بعد أن تجنبنا زيادة التحميل وللتسهيل وضعت ألوان متدرجة من الأحمر.

طبعا نزيد مدخلا رابعا للتحكم فى الدائرة بمعنى أن نجعلها تعمل أو تتوقف لنتمكن من التوسع و استخدام أكثر من متكاملة لتحليل أكثر من 3 خطوط دخول، لذا ستكون البوابات ذات أربع مداخل بدلا من ثلاث. هنا وضعنا ثلاث خطوط تحكم وهى فى الإطار الأزرق أحدهما يجب أن يكون فى مستوى “واحد” ليعمل (الطرف رقم 6) و اثنان فى مستوى “صفر” (الطرفان 4،5)
البوابات من نوع NAND ولذا يكون الخرج المختار = “صفر” وهو منطقى فى عائلة TTL التى تقبل التيار من الحمل بدلا من تغذيته للحمل.

فى حال عدم تفعيل خطوط التحكم الثلاث، يكون كل المخارج الثمانية فى وضع = واحد
هناك العديد من هذه الوحدات منها 2 إلى 4 و منها 4 إلى 16 و منها BCD وهو النظام المشفر عشرى إلى شاشات الأرقام المسماة ذات السبعة أجزاء 7segment
فى عائلة CMOS تجد نوعين أحدهما مماثل للسابق شرحه والآخر الذى يعطى خرج =1