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23/03/2017
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA
ELETRÔNICA DIGITAL - ET75C
Prof.ª Elisabete Nakoneczny Moraes
Aula 4 – Códigos, Decodificadores e Codificadores
Curitiba, 24 março de 2017.
Revisão: técnicas simplificação
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 2
A) Forma canônica disjuntiva soma dos produtos:obtém-se somando todos os produtos lógicos que dão à função o valor lógico igual a “1”.Cada parcela da função é chamada de mintermo ou minitermo. Representação: m. Seja f(A,B,C)
B)Forma canônica conjuntiva produto das somas:resulta do produto das somas das variáveis que resultam na função lógica com valor igual a “0”. Cada parcela da função é chamada de maxtermo ou maxitermo. Representação: ΠM . Seja f(A,B,C)
C) Mapa de KARNAUGHMétodo gráfico usado para simplificar/minimizar um problema lógico ou converter a Tabela da Verdade em uma equação lógica reduzida adequada para até 6 variáveis lógicas.
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Códigos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 3
BCD (binary coded decimal)
Gray
ASCII
BCD de 4 bits
Códigos de 5 bits
Johnson
9876543210
Excesso 3
Fonte: IDOETA e CAPUANO. Elementos da eletrônica digital. Cap 5 que foi escaneado e está disponível em:http://www.daelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Digital/codigoparte1.pdfhttp://www.daelt.ct.utfpr.edu.br/elisanm/Digital/codigoparte2.pdf
Sistemas numéricos que diferem da representação do sistema decimal (representação natural) são chamados de códigos numéricos, pois precisam ter o “código” (as regras de atribuições das sequências que formam os números), de modo a determinar o valor numérico representado pela sequência (TAUB e SCHILLING, 1977,p.97).
conjunto organizado de sinais em que a informação étransformada para efetivar o processo de comunicação.
Código BCD
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 4
BCD (binary coded decimal) = binário codificado em decimal
Cada dígito de um número decimal é representado pelo seu equivamente embinário, sendo que a representação constitui-se necessariamente em umasequência de 4 bits.
01
01
01
01
Um dígito decimal:0 ou 1 ou 2 ou ...ou 9
Ex1: 48 10
0100 1000 BCD
1100002
Ex2: 139 10
0001 0011 1001 BCD
100010012
Combinações Proibidas:*Todas aquelas que excedem o decimal 9.
1010=1010
1011=1110
1100=1210
1101=1310
1110=1410
1111=1510
BCD
BIN
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Código GRAY
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 5
Os bits do código Gray não têm peso e ele não é um código aritmético; ou seja, não existem pesos associados às posições dos bits. A característica importante do código Gray é que ele apresenta uma mudança de um único bit quando se passa de uma palavra do código para a seguinte na sequência. Essa propriedade é importante em muitas aplicações, como em codificadores de posição de eixo, onde a suscetibilidade a erros aumenta com o número de mudanças de bits entre números adjacentes em uma sequência.
0
1
1
0
Obtenção do código Gray
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 6
1
0
0
reflexão
1
1ª reflexão Conclusão da1ª reflexão
0
0
1
1
0
1
1
0
Código Gray de 2 bits
Gray
0 0
0 1
1 1
1 0
DEC
0
1
2
3
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Códigos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 7
0 0
0 1
1 1
1 0
1 0
1 1
0 1
0 0
2ª reflexão: a partir do resultado anterior
0 0
0 1
1 1
1 0
1 0
1 1
0 1
0 0
Conclusão da2ª reflexão
0
0
0
0
1
1
1
1
DEC
0
1
2
3
4
5
6
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Aplicação do Código Gray
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 8
Um encoder é um tansdutor de posição, que realiza a conversão de movimentos lineares ou angulares, os quais são transformados em informações binárias para que possam ser manuseadas por um sistema computacional.
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Formação dos bits
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 9
s1
s2
s3
s4
s1s2s3
s4
1
4
5
6
70 152
31
Resolução de 360º/16=22,5º
Código ASCII
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 10
American Standard Code for Information Interchange
Código Padrão Norte Americano para Intercâmbio de Informações
Código alfanuméricoamplamento usadocomposto por 7 bits e queresulta em 2 7 = 128 combinações + 1 bit de paridade (deteção de erros).
Ex.: 1 0 1 1 0 1 0
1.2 6 +0. 2 5 +1 . 2 4 +1. 2 3 + 0. 2 2 +1 . 2 1 + 0.2 0
64 + 0 + 16 + 8 + 0 + 2 + 0 = 90 Z
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Contextualização
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 11
CODIFICADORTransforma o código conhecido para o desconhecido.
ex.:DecimalCircuito eletrônico da calculadora
DECODIFICADORPassa o código desconhecido para o código conhecido.
ex.:BinárioDecimal
❖ Computador: informações alfanuméricas.
❖ Calculadores : informações numéricas.
❖ Telefonia digital: canais de voz convertidos em forma digital.
❖ CD laser: sinais sonoros, dados e imagens.
Os codificadores e decodificadores são circuitos que representam os sistemas combinacionais, que utilizam componentes discretos ou integrados a fim de
Idoeta & Capuano , seção 5.3Tocci, seções 9-1 a 9-5Floyd, cap 6
transformar as informações obtidas de determinada maneira em informações em outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes.
Codificador
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 12
Circuito digital que faz a conversão de um número (ou um código conhecido) para um código binário.Geralmente recebe um dado de entrada onde somente um bit é ativado e tem como saída um código binário de N bits.
“M” entradas decimais , com apenas uma em
nível alto de cada vez.
Saída binária
Circuitos aritméticos para a execução da operação matemática.
(Código de saída de “N” bits)
Codificador de M-para-N (M entradas e N saídas) M = 2N
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Codificador Decimal para BCD
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 13
S0=1
BCD =binário codificado em decimal
... desenvolvendo as demais entradas “E”
S3=10 a 9
DEC BCD
S0=1
Codificador Decimal para BCD
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 14
983 EES
76542 EEEES
76321 EEEES
975310 EEEEES
Cada saída (S0, S1, S2 e S3) é analisada individualmente, a fim de obter a equação lógica por uma das técnicas de simplificação que melhor represente essas saídas.
DECIMAL BCD
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Codificador – circuito lógico
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 15
983 EES
76542 EEEES
76321 EEEES
975310 EEEEES
Decodificador
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 16
Circuito digital que faz a conversão de um código binário para outro código ou um número qualquer.Geralmente recebe um código binário, BCD, Gray na entrada e ativa apenas uma saída, correspondente ao número decodificado.
Resultado da operação
matemática na forma binária.
Display
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Gerador de Produto Canônico
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 17
Circuito decodificador básico que ativa a saída que corresponde a combinação binária fundamental.
IN bináriaA B
Combinaçãocanônica
Saída
0 0 A’ B’ P0
0 1 A’ B P1
1 0 A B’ P2
1 1 A B P3
Não há combinação de entrada que ative mais de uma saída ao mesmo tempo.
Ci 7442 -- BCD para decimal decod
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 18 18
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Tabela da Verdade CI 7442- BCD para decimal decod
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 19
Display 7 segmentos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 20
Componentes responsáveis pela indicação visual de um número, letra ou símbolo.Cada segmento é um led , sendo nomeados de a, b, c , d, e, f, g, h , por este motivo, são chamados de displays de sete segmentos.
Display alfanumérico
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Anodo comum x Catodo comum
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 21
Anodo comum: indica que o terminal comum dos LED’s é o anodo, ou seja, o potencial positivo é comum.
Anodo Comum
Catodo comum: significa que o potencial me-nospositivo (negativo) é comum e é interligado aos terminais de cada catodo de cada LED.
Catodo Comum
Acende com nível lógico “0”
Acende com nível lógico “1”
Decod BCD – 7segmentos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 22
Função lógica para cada segmento:Para a solução desse problema opta-se pelo Mapa de Karnaugh.É possível a solução por mintermos ou maxtermos.
Segmento “a”
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1 1
A B C D
1
1 1
1 1
1
Seg “a”= A’C + A’BD + AB’C’ + B’C’D’Seg “a”= A’C +Seg “a”= A’C + A’BD +Seg “a”= A’C + A’BD + AB’C’ +
Dois enlaces só podem ter uma cela em comum
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Mapa K dos demais segmentos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 23
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1 11
1 1
1
11
Segmento “b”
Seg “b”= A’C’D’ + A’CD + B’C’ +A’B’
Seg “c”= B’C’ + A’B +A’D
Seg “d”= A’BC’D + B’C’D’ +AB’C’+A’B’C+ A’CD’
Seg “e”= B’C’D’ + A’CD’
Seg “f”= B’C’D’ + A’BD’ + A’BC’+ AB’C’
Seg “g”= A’BC’ + AB’C’ + A’B’C+ AC’D
CI decod BCD 7 segmentos: 7447 e 7448
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 24
Um CI específico que já incorpora essa lógica é o decodificador BCD-7segmentos. Sua função é a interpretar um código (BCD) e gerar os sinais para ligar o dígito correspondente a este código no display de 7 segmentos.
Por exemplo:Entrada do decodificador em BCD (Decimal Codificado em Binário) – 0000Saída do descodificador para o display de 7 segmentos - 0111111 - g f e d c b a
Note que a saída do decodificador corresponde a ligar os segmentos do digito “0” de um display do tipo cátodocomum.
Os decodificadores comerciais disponíveis são:7447 (ânodo comum) e 7448 (cátodo comum).
Descodificador BCD –7segmentos
Entrada do descodificador (0 em BCD)
Saída do descodificador para o display de 7 segmentos (dígito 0)
0
0
0
0
0111111
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Mapa K – enlaces proibidos x corretos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 25
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1
1
11 1
11
1
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1
1
11 1
11
1
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1
1
11 1
11
1
correto
incorreto
incorreto
a)
Mapa K – enlaces proibidos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 26
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1
1
11
1
11
1
10AB CD
00 01 11
10
00
01
11
1
1
11
1
11 1
b)
c)
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Aplicação CI 7447
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 27
Chaves DS
V
A B C D
Circuito digital que faz a conversão de um código binário para outro código ou um número qualquer. Recebe um código binário na entrada e ativa apenas uma saída, correspondente ao número decodificado.
Decodificador BCD –7segmentos
Entrada do decodificador
Saída do decodificador para o display de 7 segmentos
0
0
0
0
abcdefg
https://www.youtube.com/watch?v=Gw_lp_o-Uyk
CI decodificador 74LS47.
Display Anodo comum
Resistores limitadores
Diagrama e Símbolo
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 28
Diagrama de pinos Símbolo lógico
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Tabela da Verdade
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 29
BCD SEGMENTOS
Display 7 segmentos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 30
Anodo Comum
Acende com nível lógico “0”
VOM na função teste semicondutor:
Terminal 3 ou 8 do display. Terminais correspondentes
aos segmentos.
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Mapa K – enlaces proibidos
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 31
=5V
Para os resistores de cada segmento do display.
Inputs BCD *
LT’ lamp test. Terminal que faz o teste dos segmentos. Colocando o terminal em nível lógico baixo, faz com que os segmentos acendam. No funcionamento normal deve ser mantida em nível alto (ou aberto).
BI’/RBO’ blank input/ ripple-blank output (entrada de apagamento/saída de apagamento). Pode ser usado como uma entrada ou uma saída. Usado na conexão em série de diversos blocos. (Consultar a tabela da verdade)
RBI’ ripple-blank input (entrada de apagamento). Apropriado quando são usados mais displays, pois inibe o aparecimento do zero à esquerda. Para isso, o terminal deve permanecer em nível alto (ou aberto) .
*Para o experimento do roteiro são as chaves.
quádruplo
Pinagem CI 7447
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 32
=5V
Para os resistores de cada segmento do display.
Inputs BCD *
LT’ lamp test. Terminal que faz o teste dos segmentos. Colocando o terminal em nível lógico baixo, faz com que os segmentos acendam. No funcionamento normal deve ser mantida em nível alto (ou aberto).
BI’/RBO’ blank input/ ripple-blank output (entrada de apagamento/saída de apagamento). Pode ser usado como uma entrada ou uma saída. Usado na conexão em série de diversos blocos. (Consultar a tabela da verdade)
RBI’ ripple-blank input (entrada de apagamento). Apropriado quando são usados mais displays, pois inibe o aparecimento do zero à esquerda. Para isso, o terminal deve permanecer em nível alto (ou aberto) .
*Para o experimento do roteiro são as chaves.
quádruplo
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Supressão de zeros à esquerda
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 33
Floyd, cap 6MAIS SIGNIFICATIVOS
Todas as saídas de segmentos estarão desativadas (nível ALTO) se um código zero (0000) for
colocado nas entradas BCD e se sua entrada RBI’ estiver em nível BAIXO (GND). Isso faz
com que o display apague e produza um nível BAIXO em RBO’.
Supressão de zeros à direita
24 Mar 17 Aula 04 - Códigos, Decod & Cod 34
MENOS SIGNIFICATIVOS