6.6. weitere DECODER (Codewandler) history menue Letztmalig dran rumgefummelt: 10.07.19 19:14:53
Codewandler setzen eine Signalkombination (ein Bitmuster) in ein anderes (wohldefiniertes Bitmuster!) um. Bekannteste Codes sind der Morse-Code oder das Umsetzen in verschiedene Buchstabieraplhabete. Zu dieser Gruppe gehören jedoch auch die Gesamtheit aller Verschlüsselungsalgorithmen, wobei hier die Codes bzw. deren Umwandlungsvorschrift noch mit Algorithmen untersetzt sein können (ENIGMA).

  1. Codewandlung
  2. Wandlung von Dezimalcode in Binärdarstellung (oder HEX-Code)
  3. 1 aus n-Decoder
  4. Sieben-Segment-Decoder
  5. Verwandte Themen
  6. Bauelementelisten

die Elektronikseiten

Logo der Sieben-Segment-Decoder

inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-)

Wissen für Fortgeschrittene der Informatik

sind die wichtige Grundschaltung zur Signalumsetzung (typischerweise von Bitmustern)
viele logischen und Ausgänge von Folgschaltungen lassen sich mit Decodern realisieren
Einsatzgebiete:
  • Wandlung in maschinenverständliche Signale und umgekehrt
  • prozessorinterne Umwandlung zum Zwecke der Überführung des Musters in Zahlen oder umgekehrt
  • um prozessorintern oder auf betriebssystemebene präzisere Zahlendarstellung zu erreichen

Während die Schaltalgebra mit den Dualzahlen „log. 1" und „log. 0" arbeitet, ist es beim praktischen Umgang mit Schaltkreisen von Vorteil, die den Dualzahlen zugeordneten tatsächlich auftretenden Potentiale „High" und „Low" (abgekürzt H und L) zu benutzen. H und L werden Binärzeichen genannt. Der Informationsgehalt eines Binärzeichens beträgt 1 bit (Entscheidung zwischen zwei Möglichkeiten, z. B. High und Low bzw. log. 1 und log. 0; wörtlich bedeutet „Bit" die Abkürzung von „binary digit" = Binärschritt).
Eine zusammengehörige Anordnung von mehreren Binärzeichen wird Codewort genannt, wobei die einzelnen Binärzeichen parallel oder seriell auftreten können.
Bei der seriellen Form wird nur eine Signalleitung benötigt. Die einzelnen Binärzeichen (= Bits = Bit-Impulse) sind zeitlich geschachtelt (Zeitmultiplex) und treten im Vergleich zur parallelen Anordnung mit der n-fachen Impulsfrequenz auf. Mit Hilfe von Schieberegistern, die eine parallele Ausgabe enthalten, lassen sich Codewörter von der seriellen Form in die parallele (oder umgekehrt) überführen. Decodiernetzwerke verlangen immer die parallele Form. Meist werden dabei die Bits den Flipflopausgängen Q und Q eines Schieberegisters entnommen.
Die mögliche Anzahl voneinander verschiedener Codewörter zu je n bit beträgt immer m = 2n, d. h., es existieren 2- Kombinationsmöglichkeiten für die einzelnen Bitfolgen. Mit einem Codewort, das n Bit enthält, kann deshalb immer eine Auswahl „1 aus m" vorgenommen werden, wobei m = 2n ist. Das Decodiernetzwerk dient zur Anzeige dieser Auswahl. Es besteht. im allgemeinen Fall aus m NAND-Gattern mit jeweils n Eingängen. Wenn nicht alle Kombinationen der Codewörter benötigt werden, ist die Auswahl entsprechend geringer. Beispielsweise benötigt ein 4stelliger dekadischer Code nur 10 von 16 möglichen Codewörtern, so dass 6 Codewörter unberücksichtigt bleiben (sie werden Pseudotetraden genannt). Dann reduziert sich die Anzahl der Gatter und teilweise auch die der erforderlichen Eingänge. Durch die verschiedenen Codes sind den Codewörtern unterschiedliche Dezimalzahlen zugeordnet (vgl. hierzu Abschn. 12.3.).
Man bezeichnet einen Code als dekadisch, wenn er nur zur Codierung der Dezimalzahlen 0 bis 9 dient.

... heutzutage kann man das aber auch so machen ;-)


1. Codewandlung history menue scroll up
Codewandlungen stehen in der Praxis immer dann an, wenn Gerätekomponenten eingangs- und/oder ausgangsseitig einen Wechsel des Signalmusters erwarten oder benötigen. Defacto ist die Gesamthiet aller logischen Schaltungen nichts weiter als eine Codewandlung. Immer wird aus einem gleichen Input ein äquivalenter Output generiert.
   

Codewandlung hat natürlich auch etwas mit Geheimschriften und Signalwandlungen zu tun

Codewandlungen erhöhen für den Menschen die Lesbarkeit von Bitmustern
weitere Codewandlungen

2. Codewandlung in Binär- oder HEX-Codes history menue scroll up
die Eingänge werden über einfache Schalter abgebildet, von denen allerdings garantiert sein muss, das zum Augenblick genau einer aktiviert sein kann
Ausgangsseitig reagiert die angegebene Schaltung mit dem Muster für die entsprechende Binärzahl - eine einfache Logik
  • 8-4-2-1-Code

  • BCD-Code

  • Gray-Code

  • Aiken-Code

  • Three Access-Code

  • Johnson-Code

  • White-Code

  • 2 aus 5-Code

  • ASCII-Code

  • ANSI-Code

  • UNICODE


3. 1 aus n Decoder - Adressdecoder (Demultiplexer) history menue scroll up
 
sie sind die mit Sicherheit wichtigsten Bausteine dieser Gruppe. Ihre Funktion in der Rechentechnik sind (wie schon aus der Überschrift ersichtlich) äußerst vielschichtig.
sind Freigabe- und Tristate-Verhalten vorhanden, ist es möglich, diesekaskadierbar zu schalten (das ist bei fast allen Bausteinen der Fall!!!)
... und das ist Voraussetzung für ihre Hauptaufgabe: die Lieferung des Chip-Selsect-Signales (CS) für Rechnerbausteine (RAM; ROM; Peripherie-Controller)
ausgewählt wird entsprechend der binären Eingangsbelegung einer der vorhandenen Ausgänge
zur Steuerung kann eine komplexe Logik integriert sein
die weitaus meisten Decoder reagieren L-aktiv
Bit 3 Bit 2 Bit 1 Bit 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0

Decodierung 1 aus Sechzehn (L-aktiv)

1 aus 16 (von 0 bis 15!!!) Decoder-Innenbeschaltung


4. Sieben-Segment-Decoder history menue scroll up

Mehr Informationen zu den Sieben-Segment-Anzeigen hier entlang

  • Siebensegmentdecoder sind logische Schaltungen, welche eine binär codierte Hexadezimalzahl bitweise UND-verknüpfen (nicht benötigte Leitungen werden über einen Neagtor gezogen) und die zu aktivierenden Segmente werden über eine ODER-Logik auswählt
  • das ist 'n starker Satz und dem ist nix hinzuzufügen ;-)

Binär zu Sieben-Segment-Decoder - war am 7.1.2004 eine Schweinearbeit ;-)

Binär zu Sieben-Segment-Decoder als ProfiLab 2.0-Datei zum Download

Und so sieht die Zuordnung der Segmente immer aus - auch wenn der ganze Spaß über Mikrorechnder dechiffriert wird ;-)

Bezeichnungskonvention für die sieben Segmente

Segmentbelegung für HEADEZIMAL-Zahlen

Segmentbelegung für 7447 bzw. D147 

auch Sieben-Segement-Decoder sind auf Darstellung von 10 oder 16 Stellen standardisiert
im Zweifelsfalle sind HEX-Decoder die bessere Wahl (sie werden entweder zurückgesetzt oder ihre Funktion oberhalb von 9 vom Prinzip her nicht genutzt)
Dezimimaldecoder laufen unter der Bezeichnung "Dezimal- ...", während HEX-Decoder oft unter der Bezeichnung Binärdecoder geführt werden

Jedes Segment muss mit einem eigenen Widerstand abgesichert werden, um den definierten Spannungspegel von ca. 2,1 V bei ca. 20 mA zu erhalten

Vorschaltwiderstände gehören mit einem Wert von ca. 270 Ohm vor jedes einzelne Segment

Logikschaltung zur Ansteuerung der sieben Segmente für die Ziffern 0 bis 9


5. Verwandte Themen history menue scroll up
Codewandlungen stehen in der Praxis immer dann an, wenn Gerätekomponenten eingangs- und/oder ausgangsseitig einen Wechsel des Signalmusters erwarten oder benötigen. Defacto ist die Gesamthiet aller logischen Schaltungen nichts weiter als eine Codewandlung. Immer wird aus einem gleichen Input ein äquivalenter Output generiert.

Tabelle des UNICODES

Binäre Umcodirerer

Kryptologie

Segmentbelegung für Anzeigen

möglicher Zeichensatz einer 7 × 5 Punkt-Matrix

DEMULTIPLEXER

TTL-Liste

1 aus n-Decoder

logische Arrays

Multiplexer

EPROM-Logik

 

6. Bauelementelisten von Decodern und Anzeige-Bauelementen

Allgemeine Decoder (Siehe auch Multiplexer)

  Bauelemente-Typ Funktion

74 - ; 74 LS; 47 HCT

7441 BCD zu Dezimal-Decoder (70 V OC)
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7442 BCD zu Dezimal-Decoder
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7443 3-Exess zu Dezimal-Decoder
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7444 3-Exess zu Dezimal-Decoder
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7445 BCD zu Dezimal-Decoder
74 - ; 74 LS; 47 HCT 74131 3 Bit-Binärdecoder/Demultiplexer (3 zu8) mit Adress-Zwischenspeichen und invertierten Ausgängen
74 - ; 74 LS; 47 HCT 74138 3 Bit-Binärdecoder/Demultiplexer (3 zu8) mit invertierten Ausgängen
74 - ; 74 LS; 47 HCT 74139 2 mal 2 Bit-Binärdecoder/Demultiplexer (2 zu 4) mit invertierten Ausgängen
4000-er Serie (CMOS) 4051 8 Bit-Multiplexer/Demultiplxer (programmierbar in der Funktion)
Contoller SAA1064 SAA1064 - 4-digit LED-driver with I2C-Bus interface - NXP Semiconductors

elektrische Bauelemente-Übersicht von Decodern in verschiedenen Technologien

Sieben-Segment-Decoder

Klasse Bauelemente-Typ Funktion

74 - ; 74 LS; 47 HCT

7446 BCD zu Sieben-Segment-Decoder (Ausgänge L-aktiv) (30 V OC)
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7447 BCD zu Sieben-Segment-Decoder (Ausgänge L-aktiv) (15 V OC)
74 - ; 74 LS; 47 HCT 7448 BCD zu Sieben-Segment-Decoder (Ausgänge H-aktiv)
74 - ; 74 LS; 47 HCT DS 345 BCD zu Sieben-Segment-Decoder (Ausgänge L-aktiv) mit integrierten Strombegrenzungswiderständen
4000-er Serie (CMOS) 40511 BCD zu Sieben-Segment-Decoder mit Latches (Ausgänge L-aktiv) - auch in letzter Mohikaner, er kann "HEX" decodieren ;-)
4000-er Serie (CMOS) 4081 4 mal 2-Eingangs-AND
4000-er Serie (CMOS) 4082 2 mal 4-Eingangs-AND

MAX 7219CNG+ Display-Treiber, Konstantstromregler

MAX 7219CNG Display-Treiber mit MULTIPLEXER, Konstantstromregler, DIL-24S (gemeinsame Katode)
MAX 7221CNG+ Display-Treiber, Konstantstromregler MAX 7221CNG Display-Treiber mit MULTIPLEXER, Konstantstromregler, DIL-24S (gemeinsame Anode)
TM1638 - 8-DigitLED-Display-Multiplexer TM1638 Display-Treiber mit MULTIPLEXER, Konstantstromregler, DIL-28S

elektrische Bauelemente-Übersicht von Sieben-Segment in verschiedenen Technologien



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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha © Frank Rost im Januar 2000

... dieser Text wurde nach den Regeln irgendeiner Rechtschreibreform verfasst - ich hab' irgendwann einmal beschlossen, an diesem Zirkus nicht mehr teilzunehemn ;-)

„Dieses Land braucht eine Steuerreform, dieses Land braucht eine Rentenreform - wir schreiben Schiffahrt mit drei „f“!“

Diddi Hallervorden, dt. Komiker und Kabarettist

Diese Seite wurde ohne Zusatz irgendwelcher Konversationsstoffe erstellt ;-)