Los decodificadores son circuitos combinacionales basados en puertas lógicas que trasforman un código de tipo binario en código decimal. Su función consiste en activar una sola de sus salidas dependiendo del estado lógico en que se encuentren sus entradas.

Tienen "n" entradas y 2ⁿ salidas.

Por ejemplo, para construir un decodificador de 2 entradas y 4 líneas de salida, se tendrá la siguiente tabla de verdad y circuito..

Existen circuitos integrados de decodificadores como:

el circuito CMOS 744511 que con cuatro entradas (A, B, C y D) en código binario BCD produce siete salidas (a, b, c, d, e, f y g) activas a nivel alto (5V) capaces de suministrar más de 25mA a los leds de un display de 7 segmentos.

Tiene además las siguientes entradas de control:

LE = validación de registro:

a nivel bajo (0V) el valor de las entradas determinan el valor de las salidas; a nivel alto (5V) el último dato presente en la entrada se almacena en los registros y las salidas permanecen estables.

LT = prueba de lámpara:

a nivel bajo(0V) todos los segmentos de salida están a nivel alto, independientemente de las demás condiciones de entrada.

BI = borrado:

con LT a nivel alto (5V) y BI a nivel bajo (0V) fuerza todos los segmentos de salida a nivel bajo.

El montaje y la tabla de verdad del circuito es:

el circuito TTL 7446, 7447 y 7448 que con cuatro entradas (A, B, C y D) en código binario BCD produce siete salidas (a, b, c, d, e, f y g) activas a nivel bajo (0V) capaces de suministrar corriente a los leds de un display de 7 segmentos. El 7446 con sus salidas en colector abierto (30V), el 7447 también con sus salidas en colector abierto (15V) y el 7448 con salida de potencia y resistencia interna de 2 kiloohmios.

Tienen además las siguientes entradas de control:

RBI = entrada de propagación de borrado activa a nivel bajo (0V):

a nivel bajo (0V) apaga el display, siempre que LT esté a nivel alto (5V) y todas las entradas A, B, C y D estén a nivel bajo (0V). Además, pone la salida RBO a nivel bajo (0V) para que se pueda propagar el borrado.

LT = prueba de lámpara:

a nivel bajo (0V) todos los segmentos de salida se encienden (salidas a nivel bajo 0V), siempre que BI esté a nivel alto (5V).

BI/RBO = borrado prioritario a nivel bajo (0V):

con BI a nivel bajo (0V) apaga el display, idependientemente de las demás entradas. Actúa también como salida indicadora de apagado del display RBO.

El montaje y la tabla de verdad del circuito es:

El circuito integrado CMOS 4028 es un decodificador de 4 bits de entrada y 10 salidas activas a nivel alto (5V).

Aplicando una combinación de entradas (en BCD), activas a nivel alto (5V), se obtiene una salida a nivel alto y las restantes a nivel bajo. Como con 4 entradas podríamos obtener 2⁴ = 16 combinaciones diferentes y sólo utilizamos 10, el resto de combinaciones (16-10 =6) de entrada deja todas las salidas a nivel bajo.

CIRCUITO INTEGRADO TTL 74155 DOBLE DECODIFICADOR 2:4/DEMULTIPLEXOR DE 1:4.

Este circuito integrado contiene dos demultiplexores 1:4, que también pueden funcionar como decodificadores 2 a 4.

La relación de pines de este integrado es la siguiente:

A y B: entradas de selección comunes a los dos demultiplexores activas a nivel alto (5V).

1G y 2G: entradas de inhibición o STROBE de los demultiplexores 1 y 2 respectivamente, activas a nivel bajo (0V).

1C y 2C: entradas del dato de los demultiplexores 1 y 2 respectivamente. 1C es activa a nivel alto (5V) y 2C es activa a nivel bajo (0V).

1Y0, 1Y1, 1Y2, 1Y3: salidas del demultiplexor 1 activas a nivel bajo (0V).

2Y0, 2Y1, 2Y2, 2Y3: salidas del demultiplexor 2 activas a nivel bajo (5V).

Con esta lógica en los pines, el dato 1C está invertido en las salidas 1Y0, 1Y1, 1Y2, 1Y3, mientras que el dato 2C no lo está en 2Y0, 2Y1, 2Y2, 2Y3.

La tabla de verdad y el montaje del demultiplexor 1 es la siguiente:

Podemos observar que cuando la entrada del Strobe (1G) está a 0 y la del dato (1C) está a 1, el demultiplexor 1 se comporta como un decodificador de dos entradas (A y B) y cuatro salidas activas a nivel bajo.

La tabla de verdad y el conexionado del demultiplexor 2 es la siguiente:

Podemos observar que cuando la entrada del Strobe (2G) y la del dato (2C) están a 0, el demultiplexor 2 se comporta como un decodificador de dos entradas (A y B) y cuatro salidas activas a nivel bajo.

Al estar la salida seleccionada a nivel bajo (0V) para visualizar la demultiplexación o la decodificación colocamos el LED de tal manera que se encienda cuando hay 0V a la salida y se apague con 5V en la salida.

El esquema de este componente en Microsim DesignLab es el siguiente:

La simulación de este circuito nos da el cronograma que puede compararse con su tabla de verdad pulsando las teclas a los lados de las tablas de verdad de cada uno de los dos multiplexores que contiene el circuito integrado 74155:

CIRCUITO INTEGRADO TTL 74138 DECODIFICADOR 3:8/DEMULTIPLEXOR DE 1:8.

Este circuito integrado contiene un demultiplexor 1:8, que también puede funcionar como decodificador 3 a 8.

La relación de pines de este integrado es la siguiente:

A , B y C: entradas de selección activas a nivel alto (5V).

E3 : entrada de validación o de dato activa a nivel alto (5V).

E2 y E1: entradas de validación activas a nivel bajo (0V).

Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7: salidas del demultiplexor activas a nivel bajo (0V).

La tabla de verdad y el montaje del demultiplexor es la siguiente:

Para que el circuito funcione como demultiplexor la entrada E3 tiene que estar a 1 y una de las otras dos (E2 ó E1) a 0. Si E2=0 el dato se introduce por E1 y si E1=0 el dato se introduce por E2. En ambos casos el dato es activo a nivel bajo al igual que las salidas.

Para realizar la decodificación las variables de validación deben valer E1=0, E2=0 y E3=1.

Al estar la salida seleccionada a nivel bajo (0V) para visualizar la demultiplexación o la decodificación colocamos el LED de tal manera que se encienda cuando hay 0V a la salida y se apague con 5V en la salida.

CIRCUITO INTEGRADO TTL 74154 DECODIFICADOR 4:16/DEMULTIPLEXOR DE 1:16.

Este circuito integrado contiene un demultiplexor 1:16, que también puede funcionar como decodificadores 4 a 16.

La relación de pines de este integrado es la siguiente:

A , B, C y D: entradas de selección activas a nivel alto (5V).

G1 y G2: entradas de validación o datos activas a nivel bajo (0V).

Y0, Y1, Y2, Y3, Y4, Y5, Y6, Y7, Y8, Y9, Y10, Y11, Y12, Y13, Y14, Y15: salidas del demultiplexor activas a nivel bajo (0V).

La tabla de verdad y el montaje del demultiplexor es la siguiente:

Al estar la salida seleccionada a nivel bajo (0V) para visualizar la demultiplexación o la decodificación colocamos el LED de tal manera que se encienda cuando hay 0V a la salida y se apague con 5V en la salida.

Podemos observar que cuando las entradas de validación G1 y G2 están a 0 (nivel bajo 0V), las entradas de selección marcan la salida activa a nivel bajo (0), funcionando como un decodificador 4 a 16.

Cuando G1=0, podemos introducir el dato por G2 (activo a nivel bajo 0V) y obtenerlo en la salida seleccionada por A, B, C y D también a nivel bajo (0V). Lo mismo ocurre si G2 = 0, ahora el dato podemos introducirlo por G1 (activo a nivel bajo 0V) y obtenerlo en la salida seleccionada por A, B, C y D también a nivel bajo (0V). Este funcionamiento sería como demultiplexor 1:16.

Cuando G1 = G2 = 1, todas las salidas están inactivas a nivel alto (5V), actuando G1 y G2 como entradas de inhibición del circuito integrado.

El esquema de este componente en Microsim DesignLab es el siguiente:

La simulación de este circuito nos da el cronograma que puede compararse con su tabla de verdad moviendo el rectángulo rojo de la tabla con MOVER TABLA o moviendo la línea roja del cronograma con MOVER CURSOR. Al pulsar el botón izquierdo del ratón el rectángulo y el cursor rojo se paran en la posición deseada. Para volver a moverlos pulsar MOVER TABLA o MOVER CURSOR.