Teoria 5 - Codificadorers e Decodificadores

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Teoria 5 Codificadores e Decodificadores

Esta é uma das classes de circuitos lógicos combinacionais das mais utilizadas. Emface disto, os fabricantes encapsularam tais circuitos e os vendem na forma de circuitosintegrados (CIs). Assim ocorre tanto com os Codificadores (Encoders) e Decodificadores(Decoders), bem como com outros circuitos derivados destes (e, portanto, um pouco maiscomplexos) como os Multiplexadores (Mux) e Demultiplexadores (Demux).

A Função primordial de um circuito desta classe é transformar a informação,transportando-a de um padrão de código para outro padrão de código, usando como suportepara a informação, dois conjuntos de pinos (terminais elétricos), sendo um conjunto deentradas digitais e o outro conjunto de saídas digitais.

Os circuitos Codificadores:

De grosso modo poderíamos dizer que o decodificador é um circuito que faz umafunção inversa do circuito codificador. Entretanto, nem sempre nós decodificamos umainformação que foi antes codificada, de volta para o mesmo formato de código no qual elase encontrava antes de ser codificada. Assim, essa idéia de “um circuito que faz uma funçãoinversa” fica de certo modo comprometida.

O codificador é um circuito lógico que, como o próprio nome o diz, codifica umainformação que se encontra em um formato trivial, para um outro formato, nem tanto

trivial, mas especializado, usando um padrão de conversão de tipo de código. Odecodificador, por sua vez, traz a informação de um formato de código especializado paraum formato de código mais trivial.

Estrutura:

Podemos visualizar o codificador como um bloco o qual possui E entradas e S saídas.

Do ponto de vista de ativação das entradas e saídas, podemos ter três tipos decodificadores e decodificadores:





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• Codificador / Decodificador que ativa uma combinação de suas saídas(ativa uma, nenhuma ou mais que uma das suas saídas), mediante a ativaçãode uma única entrada dentre o seu conjunto de entradas;

• Codificador / Decodificador que ativa uma única saída dentre o seuconjunto de saídas, mediante a ativação uma combinação de suas entradas(com ativação uma, nenhuma ou mais que uma das suas entradas);

• Codificador / Decodificador que ativa uma combinação de suas saídas(ativa uma, nenhuma ou mais que uma das suas saídas), mediante a ativaçãode uma combinação de suas entradas (com ativação uma, nenhuma ou maisque uma das suas entradas).

Este último caso também é chamado de conversor de código, que é um circuitológico que realiza a tradução de uma informação codificada para outro código diferente. Oconversor de código terá uma apresentação mais detalhada mais adiante.

O exemplo que trataremos a seguir tem o seu correto funcionamento quando uma eapenas uma de suas entradas esteja ativada, ou seja, esteja colocada em nível lógico “1” oualto, (As demais, portanto, deverão estar em nível “0”, ou baixo).

O trabalho do codificador é transformar a informação, ou seja, transformar o valorde entrada no valor de saída.

O valor de entrada indica qual dos pinos de entrada está em nível lógico “1”.O valor de saída também indica qual dos pinos de saída está em nível lógico “1”, mas deuma maneira diferente, sim, porque existem diversas maneiras (padrões de código) pararepresentar um mesmo valor. Vejamos isto com o exemplo que estamos falando:

Idealizando a Funcionalidade de uma Pequena Automação:

Suponha que você vá fazer um lanche numa filial da famosa rede de lanchonetesFoil Dirties (Chapa Suja, sem querer fazer propaganda!). No drive-thru (local onde vocêpega seu lanche sem sair do carro) você tem um mísero teclado para escolher seu lanche,algo assemelhado ao que vê-se a seguir:





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Os cozinheiros que fazem seu lanche precisam saber qual é a sua opção de lanche.Uma solução de automação eletrônica, para a comunicação entre o cliente e o pessoal dacozinha poderia muito bem ser esta:

Bastante simples, não é mesmo?

Observe que, para gerar a informação da sua opção foram usados quatro botões epara transmiti-la foram usados 4 fios elétricos (vermelhos). Na outra ponta da interlocuçãoum arranjo de quatro indicadores luminosos ( LEDs), permitem ao pessoal da cozinha tomarconhecimento. Imagine que a distância entre as pontas de interlocução seja de 50 m. Assimprecisaremos de um cabo de 4 x 50m de fio vermelho para a comunicação de dados.

Repare que como existem apenas 4 opções possíveis (Lanches 1, 2, 3 e 4), e comosabemos é possível representar tal escolha com dois dígitos binários (pois 2 dígitos bináriospodem representar 4 valores distintos). Deste modo, numa segunda solução para transmitira opção escolhida, vai ser necessário apenas 2 fios vermelhos! Não é uma boa economia?

A correspondência entre os dígitos binários e a escolha está na tabela abaixo:

Valor em BCD (1) Escolha

00 Lanche 1

01 Lanche 210 Lanche 3

11 Lanche 4

Correspondência entre os 2 dígitos binários e a escolha





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(1) BCD - Binary Coded Decimal - Uma notação numérica na qual cada dígitodecimal é representado por um número binário de quatro bits. Em casosespecialmente simples podemos ter apenas 3 ou mesmo 2 bits.

O nosso problema agora é transformar o estado de ativação elétrica dos botões nostais dois dígitos binários. E depois, lá na cozinha, transformar estes dois dígitos bináriosnovamente em estado de ativação elétrica dos LEDs.

Os circuitos que fazem estas transformações são, respectivamente, o codificador edecodificador. O circuito desta segunda solução é o seguinte:

Portanto, o codificador deverá transformar um “valor decimal” em seu valorcodificado em binário, que no nosso exemplo é transformar a escolha (L1, L2, L3, L4) em

dois dígitos binários.

Decodificador

O objetivo de um decodificador é a geração de mintermos para as entradasfornecidas. Portanto, é comum utilizar a denominação:

n-to-m decoder (Decodificador de n entradas para m saídas)

onde n entradas geram m saídas (mintermos), e m é igual ou menor do que 2n.

Sua Missão:

1. Usando os tradicionais passos de desenvolvimento de circuitos de lógicacombinatória chegar ao diagrama do circuito lógico que solucione:

a) o codificador;b) o decodificador.





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2. Montar o circuito perfazendo as ligações usando o equipamento didático dotreinador de lógica e por fim fazer a devida verificação da funcionalidade docircuito, anotando em uma tabela os valores de estado das variáveis obtidos na

experimentação prática, confrontando-os com os valores de estado esperados.

Boa Sorte! ALLenz 31/08/2004

Conversor de Código:

É um circuito lógico que realiza a tradução de uma informação codificada para outrocódigo diferente. A formação básica de conversor de código é feita com a ligação de umdecodificador em cascata com um codificador, como podemos analisar o desenho abaixo.

As vias de dados entre o codificador e o decodificador são um arranjo particular dem bits, neste caso, baseado no padrão BCD. Sendo que outro arranjo particular de bits,forma o duto de vias que aparecerá na saída do decodificador. Estes arranjos de bits podemser chamados de palavras. Não existe relação entre o número de bits na palavra na saída docodificador e o número de vias de entrada do mesmo, no entanto estas têm um númeromáximo que é de 2m, ou seja poderia ser um duto de até 16 vias, mas apenas 10 sãorealmente necessárias (neste caso específico, pois os dados originados de um teclado de 0-9).

Temos como exemplo de conversor de código, a conexão com o dispositivo digital deum mostrador (display) numérico. Num display comum, como o de um relógio que sómarca a hora, ou seja números, existem sete segmentos cada um identificado por uma letra,de a, b, c, ... , g, sendo que cada segmento pode ser iluminado individualmente, através dosLEDs.

Estar ou não aceso, depende do nível lógico aplicado ao terminal do LED e doarranjo de ligação elétrica entre os LEDs do display, que pode ser do tipo anodo comum oucatodo comum. Sendo catodo comum, se estiver sendo aplicado nível lógico “1”, este LED

Codificador Decodificador

Conversor de Código





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estará aceso. Acendendo estrategicamente uma dada combinação de LEDssimultaneamente, podemos compor a imagem de um número decimal.

Alguns displays não utilizam LEDs, ao invés disto eles utilizam a reflexão ou atransmissão de luz através do segmento correspondente. São chamados de display de cristallíquido ou LCD.

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