Decoder (Bsp. 74HC138)
Der 74HC138 IC ist ein 3 Line to 8 Line Decoder. Er dekodiert die binär auf drei Leitungen (= mit 3 bit) übertragene Eingangssignale auf alle 8 möglichen Ausgänge.
Der Eingang A entspricht dem Bit D0 bzw. dem LSB (20), der Eingang B dem Bit D1 (21) und C dem Bit D3 (22).
Sind alle Eingänge 0 (C=0, B=0, A=0) wird der Ausgang Y0 geschalten. Bei der Bitfolge '001' (für C,B,A) an den Eingängen wird der Ausgang Y1 bestromt, bei '010' der Ausgang Y2, bei '011' der Ausgang Y3, usw.
Die Ausgangssignale des 74HC138 Decoders sind "aktive LOW". Also in Grundstellung ohne anliegendes Signal zunächst HIGH. Werden die Ausgänge Y dann angesteuert wird der entsprechende IC Ausgang mit GND verbunden. Alle anderen Ausgänge bleiben weiter auf HIGH.
Der IC wird mit 5V betrieben und kann etwa 20mA Strom liefern. Die Zeit von einer Änderung am Eingang bis zum Schalten des Ausgangs Y dauert rund 45ns.
Pinbelegung
| Pin | Funktion |
|---|---|
| VCC | Versorgungsspannung +5V |
| GND | Minus - |
| A | Eingang Bit B0 |
| B | Eingang Bit B1 |
| C | Eingang Bit D2 |
| Y0-Y7 | Ausgangssignale 'aktive LOW' |
| G2A und G2B | Enable Pins 'aktive LOW' |
| G1 | Enable Pin 'aktive HIGH' |
Funktionsweise
Die Funktion eines Decoders ist hier abgebildet. Jeder Ausgang wird von einem AND-Gate angesteuert. Die
Eingänge der Gates werden so mit den BCD Leitungen (Binär codierte Dezimalzahlen) A, B und C verschaltet das bei
jeder Kombination das entsprechende Gate durchgeschaltet wird.
Ist C=0, B=0 und A=0 (000) sind alle drei negierten Leitungen auf 1. Das And-Gate am Ausgang Y0 schaltet durch. Liegt 001 an, dann schaltet das AND-Gate durch welches NICHT 'C' und NICHT 'B' aber 'A' als Eingang hat (=Y1).
Enable Ansteuerung
Hat ein IC einen Enable (EN) Eingang wie hier im Beispiel die Pins G1, G2A und G2B ist vor jedem Ausgang
nochmal ein AND-Gate im Einsatz. Jeder Ausgang (Y0 -Y7) hat ein solches AND-Gate die alle parallel von einem oder
wie hier mehreren Enable-Leitungen angesteuert werden.
IC Ansteuerung
Der Decoder IC wird wie alle ICs dieser Bauform über den Pin 8 und diagonal gegenüber mit Pin 16 an die
Versorgungsspannung angeschlossen.
Die Ausgänge Y0-Y7 gehen zu 8 LEDs (es wurden hier 5V LEDs verwendet, daher sind keine Vorwiderstände notwendig). Sobald ein Ausgang geschalten wird wie im Bild der Ausgang Y0 leuchtet die entsprechende LED. Es wird GND geschaltet. An allen nicht geschalteten Ausgängen liegt +5V an.
Die drei Eingänge sind über einen 10K Widerstand mit GND (=0) verbunden (Pulldown-Widerstand). Drückt man einen Schalter wird +5V (=1) auf den entsprechenden Eingang geleitet.
Die drei Enable Eingänge an Pin 4-6 werden so bestromt, dass die Ausgänge durchgeschaltet sind. G1 an +5V, G2A und G2B auf GND.