UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA DIGITAL - ET75C - Profª Elisabete N Moraes

ELETRÔNICA DIGITAL - ET75C - Profª Elisabete N Moraes

AULA 6

–CODIFICADORES E

DECODIFICADORES

Em 31 de outubro de 2014.

INTRODUÇÃO

Aula 6 - Codificadores e Decodificadores 31-Out-14

Os codificadores e decodificadores são circuitos que representam os sistemas combinacionais, que utilizam componentes discretos ou integrados a fim de transformar as informações obtidas de determinada maneira em informações em outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes

outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes.

Como a transformação dos códigos que ocorrem com maior frequência nos circuitos digitais são as que envolvem a passagem de sinais na forma binária para a forma digital e vice-versa, os termos codificadores e decodificadores são específicos para estes tipos de sinais.

2

Idoeta & Capuano , seção 5.3 Tocci, seções 9-1 a 9-5

Código: conjunto organizado de sinais em que a informação é transformada para efetivar o processo de comunicação.

INTRODUÇÃO

CODIFICADORTransforma o código conhecido para o desconhecido. CODIFICADORTransforma o código conhecido para o desconhecido. ex.:DecimalCircuito eletrônico da calculadora

Computador: informações alfanuméricas. Calculadores : informações numéricas.

Telefonia digital: canais de voz convertidos em forma digital.

CD l i i d d i

3 DECODIFICADOR Passa o código desconhecido para o código conhecido.

ex.:BinárioDecimal

CD laser: sinais sonoros, dados e imagens.

CODIFICADOR

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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 d i i

Saída binária

Circuitos aritméticos para a execução da operação matemática.

(Código de saída de “N” bits)

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decimais , com apenas uma em

nível alto de cada vez.

CODIFICADOR DECIMAL PARA BCD

BCD =binário codificado em decimal DEC BCD S0=1 S3=1 0 a 9 S0=1 5

...

desenvolvendo as demais entradas “E”

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CODIFICADOR DECIMAL PARA BCD

9 8 3

E

E

S





Cada saída (S0, S1, S2 e S3) é li d i di id l t fi 6 7 6 5 4 2

E

E

E

E

S









7 6 3 2 1

E

E

E

E

S









9 7 5 3 1 0

E

E

E

E

E

S











analisada individualmente, a fim de obter a equação lógica por uma das técnicas de simplificação que melhor represente essas saídas.

No caso, a opção é pela técnica soma dos produtos (mintermos).

CODIFICADOR- CIRCUITO LÓGICO

E

E

S

₃



E

₈



E

₉

S





7 6 5 4 2

E

E

E

E

S









7 6 3 2 1

E

E

E

E

S









7 9 7 5 3 1 0

E

E

E

E

E

S











DECODIFICADOR

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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.

saída, correspondente ao número decodificado.

Resultado da operação Display 8 operação matemática na forma binária.

GERADOR DE PRODUTO CANÔNICO

Circuito decodificador básico que ativa a saída que corresponde a combinação binária fundamental. IN binária A B Combinação canônica Saída 0 0 A’ B’ P0 0 1 A’ B P1 1 0 A B’ P2 1 1 A B P3 9

Não há combinação de entrada que ative mais de uma saída ao mesmo tempo.

CI 7442

-- BCD PARA DECIMAL DECOD

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CI 7442

-- BCD PARA DECIMAL DECOD

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DYSPLAY 7 SEGMENTOS

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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.

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ANODO COMUM

X

CATODO COMUM

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-nos positivo (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” 13

DECODIFICADOR BCD-7SEG

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Função lógica para cada segmento: Para a solução desse problema opta-se pelo Mapa de Karnaugh. É possível a solução por

A B C D

É possível a solução por mintermos ou maxtermos. 10 AB CD 00 01 11 00 01 1 1 1 1 1 1 14 10 11 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

DEMAIS SEGMENTOS

10 AB CD 00 01 11 00 1 1 1 1 10 01 11 1 1 1 1

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’

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g

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

DECODIFICADOR BCD-7SEG

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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) – 0000 Saída do descodificador para o display de 7 segmentos - 0111111 - g f e d c b a

Descodificador BCD – 7segmentos Entrada do descodificador (0 em BCD) Saída do descodificador para o display de 7 segmentos (dígito 0) 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 16

Note que a saída do decodificador corresponde a ligar os segmentos do digito “0” de um display do tipo cátodo comum.

Os descodificadores comerciais disponíveis são: 7447 (ânodo comum) e 7448 (cátodo comum).

OUTROS CÓDIGOS

Código de Barras: EAN-13 (European Article Number)

Cada barra codifica um bit (preto = 1 e branco = 0) com largura fixa e totalizam 113 bits. Cada dígito do número codificado é representado por um conjunto de bits.

As barras mais longas servem de “guardas” para facilitar o posicionamento dos leitores de código de barras.

Grupos de barras dígitos codificam as informações Para a codificação EAN13:

Padrão de codificação Registro da localidade Fabricante Produto 17 Produto Digito verificador

Capacidade limitada a 20 caracteres.

OUTROS CÓDIGOS: BIDIMENSIONAIS

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QR code (quick response): capacidade de armazenar de 40 a 60 caracteres o que significa aproximadamente 7mil letras e 4mil números.

Data Matrix: similar ao QR code, porém com capacidade reduzida de aproximadamente 45 caracteres. Possibilita a identificação de objetos de pequena dimensão.

Código de barras colorido de alta capacidade (High Capacity Color

Barcode (HCCB)): desenvolvido pela Microsoft , em que triângulos

coloridos são usados para armazenamento das informações.

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Elevada capacidade de armazenamento.

BeeTag: reúne a vantagem de elevada capacidade de armazenamento e a possibilidade de desejam a a divulgação ou personalização da marca ou produto.

EXERCÍCIOS

1) Elabore um circuito decodificador binário para escrever:

00 E 01 L 107 11 5

2) Elabore um codificador de 3 bits que converta decimal para código Gray . 3) Projete um circuito digital com 4 entradas: a3, a2, a1, a0 e

uma saída X, tal que X = 1 somente se (a3a2a1a0)₂= (1001)₂. Utilize apenas portas NAND.

4) Elabore um circuito com quatro entradas a3, a2, a1, a0 e três saídas X5, X9 e X13 tais que cada uma delas identifique a entrada dos números 5, 9 e 13,

Resposta

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X13 tais que cada uma delas identifique a entrada dos números 5, 9 e 13, respectivamente, por meio de um sinal de nível alto.