ثنائی انکوڈرز

انکوڈرز ، جیسا کہ نام سے پتہ چلتا ہے ، بڑی معلومات کو تھوڑا سا قدر میں انکوڈ کرتے ہیں۔ ان پٹ اور آؤٹ پٹ کی تعداد پر مبنی اور اس کے چلنے کے طریقوں پر مبنی بہت سے قسم کے انکوڈر ہیں ۔ لیکن ہر انکوڈر کا ایک بنیادی اصول ہوتا ہے ، کسی انکوڈر پر آؤٹ پٹ لائنوں کی تعداد ہمیشہ ان پٹ لائنوں کی تعداد سے کم ہوگی۔ ہم انکوڈرز کے بارے میں مزید جانیں گے ، ایک انکوڈر کیا ہے ، اس مضمون میں ڈیجیٹل سرکٹس میں انہیں کس طرح اور کیوں استعمال کیا جاتا ہے۔

انکوڈر کا بنیادی اصول:

آئیے ایک انکوڈر کو بلیک باکس بنانے کا تصور کریں جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے جس میں جادوئی طور پر ان پٹ لائنوں کی تعداد 4 سے کم کرکے 2 آؤٹ پٹ لائن ہوجاتی ہے ، لیکن پھر بھی اعداد و شمار میں کسی نقصان کے بغیر وہی معلومات فراہم کرتے ہیں۔

پہلے یہ طے کریں کہ اس انکوڈر کا نام کیا ہوگا۔ اس میں چار آؤٹ پٹ اور دو آؤٹ پٹ ہیں لہذا اس انکوڈر کا نام 4: 2 انکوڈر ہوگا۔ اگر کسی انکوڈر میں آؤٹ پٹ لائنوں کی تعداد " n " ہے تو پھر ان پٹ لائنوں کی تعداد 2 ہوگی ­_­ ^{n ،} ہمارے معاملے میں آؤٹ پٹ لائنوں کی تعداد دو ہے (n = 2) لہذا ان پٹ لائنوں کی تعداد چار (2 ² = 4) چار ہونی چاہئے جو بالکل واقعی ہے۔ چار ان پٹ پنوں کو I0 سے I3 کے لیبل لگایا گیا ہے اور دو آؤٹ پٹ O0 سے O1 کے لیبل لگے ہیں

تو کس طرح انکوڈر چار سگنل کو دو میں تبدیل کرتا ہے ، اس کو ذیل میں سچائی ٹیبل پر ایک نظر ڈال کر سمجھا جاسکتا ہے ۔ یہ جاننا بھی ضروری ہے کہ ایک عام انکوڈر جیسا کہ یہاں دکھایا گیا ہے اس میں ایک قاعدہ ہے کہ مخصوص وقت پر صرف ایک ان پٹ پن زیادہ ہونا چاہئے لہذا مندرجہ ذیل سچ ٹیبل میں صرف ایک ان پٹ زیادہ ہوگا۔

ان پٹ کی ہر ممکن حالت کو آؤٹ پٹ کو اوپر کی سچائی ٹیبل میں دکھایا گیا ہے۔ مثال کے طور پر جب صرف O1 زیادہ ہے (1) اور دیگر تمام آدانیں کم ہیں (0) تو پھر آؤٹ پٹ دونوں (0) کم ہوں گے۔ اسی طرح ہر معاملے کے لئے آؤٹ پٹ پن بھی اس کی حیثیت بدل دے گا۔ اس آؤٹ پٹ بٹس کی حیثیت کا استعمال کرکے صارف اس بات کا پتا لگا سکے گا کہ انکوڈر کو کیا ان پٹ سگنل دیا گیا تھا۔

ٹھیک ہے ، 4 لائنوں کو 2 لائنوں میں تبدیل کرنے کے بارے میں کیا خیال ہے کہ ہمیں اس کی بھی ضرورت کیوں ہے؟

تفہیم کے مقصد کے ل we ہم نے ایک 4: 2 انکوڈر کی وضاحت کی ہے ، لیکن دوسرے انکوڈر موجود ہیں جو ان پٹ کی زیادہ تعداد لے سکتے ہیں اور ان کو کم تعداد میں تبدیل کرسکتے ہیں جیسے 8: 3 انکوڈر ، 16: 4 انکوڈر ۔ ان اقسام انکوڈر بہت مفید ہے جب ہمیں کسی MCU / MPU پر استعمال ہونے والی پنوں کی تعداد کو کم کرنا ہو یا PLC اور دوسرے سسٹم میں جہاں سگنل یا ایل ای ڈی کی صف موجود ہو وہاں سگنل لے جانے والے تاروں کی تعداد کو کم کرنا ہو ۔ کم تاروں کا استعمال کرکے ڈیٹا کو موثر انداز میں منتقل کرنے میں بھی استعمال ہوتا ہے۔ کچھ ایپلی کیشنز میں ہماری صورت حال ہوسکتی ہے جہاں ایک سے زیادہ ان پٹ زیادہ ہوسکتے ہیں (1) ایسی صورت میں ہم کچھ ترجیحی انکوڈر کہتے ہیں جس پر ہم اس مضمون میں مزید گفتگو کریں گے۔

مشترکہ منطق کے ڈیزائنوں کا استعمال کرتے ہوئے بلڈنگ انکوڈرز

اب جب ہم جان چکے ہیں کہ ایک انکوڈر کس طرح کام کرتا ہے اور کہاں استعمال ہوتا ہے۔ آئیے ہم سیکھیں کہ کس طرح آسان منطق کے دروازوں کا استعمال کرتے ہوئے ایک تعمیر کیا جائے۔ اگرچہ 8: 3 جیسے انکوڈرز صاف سنگل پیکیج آئی سی کی طرح دستیاب ہیں جیسے SN74LS148 یہ جاننا ضروری ہے کہ وہ کیسے بنے ہیں تاکہ ہم مطلوبہ سچ ٹیبل پر مبنی اپنے منصوبوں کے لئے کسٹم انکوڈر بناسکیں ۔

بولین اظہار:

مشترکہ منطق کے آلے کو ڈیزائن کرنے میں سب سے پہلے سچائی ٹیبل کے لئے بولین اظہار تلاش کرنا ہے۔ یہ بہت آسان ہے اور صرف حقیقت کی میز کو دیکھ کر آسانی سے اس کا تعین کیا جاسکتا ہے۔ وہی سچائی ٹیبل جسے ہم نے پہلے دیکھا تھا ، ذیل میں آپ کو بہتر سمجھنے کے لئے کچھ عکاسیوں کے ساتھ ذیل میں دیا گیا ہے۔

اظہار کی تعداد آؤٹ پٹ لائنوں کی تعداد کے برابر ہوگی ، یہاں ہمارے پاس دو آؤٹ پٹ ہیں لہذا ہمارے پاس دو اظہار ہیں۔ پہلی آؤٹ پٹ O0 کے لئے ، ذرا چیک کریں کہ یہ کس حالت میں اعلی ہے (1) اور اسی طرح کے ان پٹ پن نمبر کو بھی ٹریس کریں جو زیادہ رہتا ہے (1) اسی طرح O0 نوٹ کی سبھی اعلی اقدار کے لئے کون سا ان پٹ نمبر زیادہ ہے اور پنوں کو شامل کریں۔ آؤٹ پٹ پن O0 سے ملنے والے ان پٹ پن کو اوپر سرخ رنگ میں اجاگر کیا جاتا ہے اور O1 کے لئے بلیو میں روشنی ڈالی جاتی ہے۔ تو O0 اور O1 کے لئے اظہار رائے ہوگا

O ₁ = I ₃ + I ₂ O ₀ = I ₃ + I ₁

4: 2 انکوڈر سرکٹ ڈایاگرام:

ایک بار جب ہم بولین اظہار حاصل کرتے ہیں تو ہمیں اسے گیٹس کی شکل میں کھینچنا ہوتا ہے۔ یہاں چونکہ ہمارے پاس اضافی (+) آپریشن ہے ہم اپنے سرکٹس کی تعمیر کے لئے اور گیٹ استعمال کریں گے۔ آپ اپنی ضرورت کے مطابق بولین اظہار کو آسان یا ترمیم کرسکتے ہیں۔ مذکورہ بالا اظہار کے لئے سرکٹ ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے

سرکٹ آسانی سے ایک 7432 یا گیٹ آئی سی کا استعمال کرتے ہوئے تشکیل دے سکتا ہے۔ جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے میں نے ایک بری بورڈ پر اپنا انکوڈر سرکٹ بنایا ہے

چار ان پٹ لائنز (I0 ، I1 ، I2 اور I3) چار پش بٹنوں کے ذریعہ فراہم کی جاتی ہیں ، جب بٹن دبایا جاتا ہے تو یہ + 5V کو پن سے جوڑتا ہے جس کی وجہ سے اس کی منطق 1 ہوجاتی ہے اور جب بٹن دبایا نہیں جاتا ہے تو پن کو تھام لیا جاتا ہے۔ اس کو منطقی صفر بنانے کے ل a 10 کلو ری ریسٹر کو نیچے اتاریں۔ آؤٹ پٹس (O0 اور O1) سرخ ایل ای ڈی کے ایک جوڑے کا استعمال کرتے ہوئے نمائندگی کرتے ہیں۔ اگر ایل ای ڈی چمکتا ہے تو اس کا مطلب یہ ہے کہ آؤٹ پٹ لاجک 1 ہے اور اگر وہ آف کردیئے گئے ہیں تو پھر اس کا مطلب یہ ہے کہ آؤٹ پٹ لاجک 0. انکوڈر سرکٹ کا مکمل کام ذیل ویڈیو میں دکھایا گیا ہے

جیسا کہ آپ دیکھ سکتے ہیں کہ جب پہلا بٹن دبایا جاتا ہے تو ان پٹ I0 کو اونچا کردیا جاتا ہے اور اسی وجہ سے دونوں کی آؤٹ پٹ کم رہتی ہے۔ جب دوسرا بٹن دبایا جاتا ہے تو ان پٹ I1 آن ہوجاتا ہے اور اس طرح ایک ایل ای ڈی اونچائی جاتا ہے جس کی نشاندہی کرنے کے لئے O0 زیادہ ہے۔ آخر میں جب چوتھا بٹن دبایا جاتا ہے تو ان پٹ I3 کو اونچا بنایا جاتا ہے اور یوں دونوں ایل ای ڈی اونچی ہوجاتی ہیں۔ یہ ایک بہت ہی آسان سرکٹ ہے لہذا ہم نے اسے بریڈ بورڈ پر آسانی سے تعمیر کیا ہے لیکن ، عملی انکوڈروں کے لئے سرکٹ کچھ زیادہ پیچیدہ ہوجائے گا۔ تاہم انکوڈرس آئی سی پیکیج کے طور پر بھی دستیاب ہیں جو خریدا جاسکتا ہے اگر یہ آپ کے پروجیکٹ کے مطابق ہے۔

8: 3 انکوڈرز:

8: 3 انکوڈر کا کام اور استعمال بھی ان پٹ اور آؤٹ پٹ پنوں کی تعداد کے علاوہ 4: 2 انکوڈر سے ملتا جلتا ہے۔ 8: 3 انکوڈر کو بطور بائنری انکوڈر کے طور پر آکٹل بھی کہا جاتا ہے 8: 3 انکوڈر کا بلاک ڈایاگرام نیچے دکھایا گیا ہے

یہاں انکوڈر میں 8 آؤٹ پٹ اور 3 آؤٹ پٹ ہیں ، کسی بھی وقت صرف ایک ان پٹ زیادہ ہونا چاہئے (1) چونکہ 8 آوپٹس ہیں اس کو آکٹل ان پٹ کہا جاتا ہے اور چونکہ وہاں تین آؤٹ پٹ ہیں اس کو بائنری آؤٹ پٹ بھی کہا جاتا ہے۔ انکوڈر کی سچائی جدول کو نیچے دکھایا گیا ہے۔

8: 3 انکوڈر حق ٹیبل:

بولین اظہار:

چونکہ ہمارے پاس آپ کے آؤٹ پٹس ہیں ہم ذیل میں تین طرح کے اظہارات کریں گے

O ₂ = I ₇ + I ₆ + I ₅ + I ₄ O ₁ = I ₇ + I ₆ + I ₃ + I ₂ O ₀ = I ₇ + I ₅ + I ₃ + I ₁

8: 3 انکوڈر سرکٹ ڈایاگرام:

ایک بار جب بولین کا اظہار ہمیشہ کی طرح حاصل ہوجاتا ہے تو ہم OR کے دروازے استعمال کرکے سرکٹ ڈایاگرام بنا سکتے ہیں جیسا کہ ذیل میں دکھایا گیا ہے۔

سرکٹ میں 4 ان پٹ یا گیٹ آای سی استعمال ہوتا ہے ، آپ عام 2 ان پٹ گیٹ آایسی کو استعمال کرنے کیلئے بولین اظہار کو بھی آسان بنا سکتے ہیں۔

عمومی انکوڈرز کی خرابی:

اس قسم کے انکوڈر درج ذیل بڑی خرابیوں سے دوچار ہیں

• جب ان پٹ میں سے کوئی زیادہ نہیں ہوتا ہے تو آؤٹ پٹ تمام صفر کے برابر نہیں ہوگا ، لیکن یہ حالات بھی پہلی بار زیادہ ہونے کی وجہ سے متصادم ہیں (ایم ایس بی)۔ لہذا ہمیشہ خیال رکھنا چاہئے کہ کم از کم کوئی تھوڑا سا ہمیشہ رہتا ہے
• جب ایک سے زیادہ ان پٹ زیادہ ہوتا ہے تو ، آؤٹ پٹ منہدم ہوجائے گی اور ان پٹ میں سے کسی ایک کا نتیجہ دے سکتی ہے جو الجھن کا باعث بنتی ہے۔

ان مشکلات پر قابو پانے کے ل we ہم ایک مختلف قسم کے انکوڈر کو ملازمت دیتے ہیں جسے پرائمری انکوڈر کہا جاتا ہے جو ایک اضافی آؤٹ پٹ کو استعمال کرتے ہوئے اس بات کا تعین کرتا ہے کہ آؤٹ پٹ درست ہے یا نہیں ، اور جب ایک سے زیادہ ان پٹ ایل ایس ڈی سے شروع ہوتا ہے تو زیادہ سمجھا جاتا ہے دوسرے آدانوں کو نظرانداز کرنا۔

ترجیحی انکوڈر:

آئیے ایک مثال کے طور پر ایک 4: 2 ترجیحی انکوڈر کا تجزیہ کریں تاکہ یہ سمجھنے کے لئے کہ یہ ایک عام انکوڈر سے کس طرح مختلف ہے اور یہ مذکورہ بالا دو خرابیوں کو دور کرسکتا ہے۔ 4: 2 ترجیحی انکوڈر کا بلاک ڈایاگرام ذیل میں دکھایا گیا ہے

ایک ترجیح 4: 2 انکوڈر میں 4 آؤٹ پٹ اور 2 آؤٹ پٹ بھی ہوتے ہیں ، لیکن ہم V کے نام سے ایک اور آؤٹ پٹ شامل کریں گے جس میں درست بٹ ہوتا ہے۔ یہ درست بٹ چیک کرے گا کہ آیا چاروں ان پٹ پن (0) کم ہیں یا نہیں اگر تھوڑا سا بھی خود کو کم درجہ دیتا ہے کہ آؤٹ پٹ درست نہیں ہے اس طرح ہم اوپر ذکر کردہ پہلی خرابی پر قابو پاسکتے ہیں۔

4: 2 ترجیحی انکوڈر حق ٹیبل:

اگلی خرابی کو ایم ایس بی بٹس کو ترجیح دے کر بچایا جاسکتا ہے ، انکوڈر MSB سے جانچ پڑتال کرے گا اور ایک بار جب اس کو پہلا سا مل گیا تو وہ اس کے مطابق پیداوار پیدا کرے گا۔ لہذا اس سے کوئی فرق نہیں پڑتا کہ دوسرے پن زیادہ ہیں یا کم ہیں۔ لہذا نیچے حق ٹیبل میں ایک بار 1 تک پہنچ جانے کی دیکھ بھال کی اقدار "X" کے ذریعہ پیش کی جاتی ہیں۔

بولین اظہار:

اب ہمیں تین اظہار حاصل کرنے ہیں جو O0 ، O1 اور V کے لئے ہیں۔ چونکہ سچ ٹیبل میں اشیاء کی پرواہ نہیں ہوتی ہے لہذا ہمیں اس کے لئے بولین اظہار کو حاصل کرنے کے لئے K-map کا طریقہ استعمال کرنا ہوگا۔ ہم اس بات کا احاطہ نہیں کرنے جارہے ہیں کہ کے نقشے کے ساتھ کیسے حل کیا جائے کیوں کہ اس مضمون کے دائرہ کار سے باہر ہے۔ لیکن نقشہ کو نیچے دکھایا گیا ہے تاکہ آپ مداخلت کرسکیں اور خود ہی سیکھیں۔

مندرجہ بالا نقشوں میں ، بائیں طرف O1 کے لئے ہے اور دائیں O0 کیلئے ہے۔ آؤٹ پٹ لائنوں کا ذکر y اور ان پٹ لائنوں کا تذکرہ x نے کیا ہے۔ لہذا مساوات کا بندوبست اسی کے مطابق ہم درج ذیل میں ملیں گے۔

O ₁ = I ₃ + I ₂ O ₀ = I ₂ I ₁ '+ I ₃

اسی طرح ، جائز بٹ "V" کے لئے بولین اظہار بھی دیا جاسکتا ہے

V = I ₃ + I ₂ + I ₁ + I ₀

سرکٹ ڈایاگرام:

اس منصوبے کا سرکٹ ڈایاگرام بولین کے تاثرات کا استعمال کرتے ہوئے بنایا جاسکتا ہے۔

بنیادی نہیں ، اور ، اور یا گیٹس کا استعمال کرتے ہوئے سرکٹ تعمیر کیا جاسکتا ہے۔ یہاں بٹس O0 اور O1 کو آؤٹ پٹ سمجھا جاتا ہے جبکہ آؤٹ پٹ کو توثیق کرنے کے لئے تھوڑا سا V استعمال ہوتا ہے۔ صرف اس صورت میں جب بٹ V زیادہ ہو ، آؤٹ پٹ پر غور کیا جائے گا اگر V کی قدر کم ہے (0) آؤٹ پٹ کو نظرانداز کیا جانا چاہئے ، کیونکہ اس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ تمام ان پٹ پن صفر ہیں۔