Cap9) Circuitos Lógicos MSI
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- Letícia Franco Ferrão
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2 Cap9) Circuitos Lógicos MSI As informações e os dados são codificados em binário e são continuamente submetidos a diversas operações. Inúmeros CI s que realizam estas operações estão presentes na categoria MSI- Medium Scale Integration Decodificadores Codificadores Multiplesadores Demultiplexadores Comparadores Conversores de Código
3 9.1) Decodificadores É um circuito lógico que recebe um conjunto de entradas que representa um número binário e ativa apenas a saída correspondente a este número N entradas e M saídas, M pode ser no máximo 2 N Decodificador BCD para decimal, decodifica N=4 bits de entrada em M=10 linhas de saída correspondentes aos 10 grupos de códigos
4 9.1) Decodificadores Decodificador 1 de 8 Decodificador de 3 linhas para 8 linhas
5 9.1) Decodificadores Entradas de HABILITAÇÃO (ENABLE) 74ALS138
6 9.1) Decodificadores 74ALS138 formando um decodificador 1 de 32 Qual saída será ativada para a entrada A 4 A 3 A 2 A 1 A 0 =01101? R: Q 13 vai para nível baixo
7 9.1) Decodificadores 7442 decodificador BDC para DECIMAL
8 9.1) Decodificadores 7445 decodificador/driver BCD para DECIMAL EXEMPLO: Gerar operação de temporização e sequenciamento com contador e decodificador Coletor aberto: Capaz de absorver até 80mA (Baixo) e 30V (Alto)
9 9.2) Decodificadores/Drivers BCD para 7 segmentos
10 9.2) Decodificadores/Drivers BCD para 7 segmentos 7447 decodificador/driver BDC para 7 segmentos
11 9.3) Displays de Cristal Líquido Enquanto o display de led emite luz conforme a corrente que passa por cada segmento, um display de cristal líquido (LCD Liquid-Cristal Display) controla a reflexão da luz disponível (Ambiente ou Backligth)
12 9.3) Displays de Cristal Líquido LCD tem baixo consumo Opera a partir de uma tensão CA de baixa frequencia (25 a 60Hz) aplicada entre o segmento e o BackPlane ON ativado não reflete a luz OFF desativado reflete a luz Tabela verdade XOR A B S Não inversor inversor
13 9.3) Displays de Cristal Líquido
14 LCD Alfanuméricos Outros Símbolos:,. ; : /? ( ) ) Displays de Cristal Líquido
15 9.4) Codificadores É um circuito lógico que tem M linhas de entrada, em que somente uma delas é ativada por vez, e que produz um código de saída correspondente de N bits.
16 9.4) Codificadores Codificador 8 linhas para 3 linhas sem prioridade Apenas uma entrada deve ser ativada por vez
17 9.4) Codificadores codificador de prioridade decimal maior prioridade A 9
18 9.4) Codificadores Codificador de Chaves
19
20 9.6) Multiplexadores (Seletores de dados) O Multiplexador seleciona um dos diversos dados de entrada e o transfere para a saída O Demultiplexador recebe um única entrada e a distribui para várias saídas
21 9.6) Multiplexadores (Seletores de dados) Funciona como uma chave de múltiplas posições controlada digitalmente Seleção = Endereço de Seleção Já estudamos este circuito em contadores crescente/decrescente
22 9.6) Multiplexadores MUX de quatro entradas 2 bits de seleção APLICAÇÃO DECODIFICADOR
23 MUX de oito entradas 9.6) Multiplexadores
24 MUX de 16 entradas 9.6) Multiplexadores
25 74ALS157 MUX quádruplo de duas entradas 9.6) Multiplexadores
26 9.7) Aplicações de Multiplexadores O Os Multiplexadores são usados em diversas aplicações em sistemas digitais, estudaremos algumas delas: Roteamento de Dados Conversão Paralelo-Série Seqüenciamento de Operações Geração de funções Lógicas
27 9.7) Aplicações de Multiplexadores Roteamento de Dados Em um relógio digital que mostra hora:min ou Dia:mes Precisamos compartilhar os circuitos dos decodificadores e os displays Economia de energia, conexões, componente, área na placa
28 Roteamento de Dados
29 9.7) Aplicações de Multiplexadores Conversão Paralelo-Série Com um contador de 3 bits (módulo 8) podemos gerar os bits de seleção e teremos na saída do multiplexador o dado serializado
30 Conversão Paralelo-Série
31 9.7) Aplicações de Multiplexadores Seqüenciamento de Operações Combinando com outros circuitos digitais podemos controlar um processo industrial por meio de um seqüenciamento de operações
32 Seqüenciamento de Operações
33 9.7) Aplicações de Multiplexadores Geração de funções Lógicas Implementa funções lógicas diretamente da tabela verdade Esta estratégia é usada em CPLD (Dispositivo Lógico Programável Compléxo) e FPGA (Field Progammable Gate Array)
34 9.8) DEMULTIPLEXADORES Distribuidores de Dados O código de seleção determina para qual saída o dado será transmitido
35 9.8) DEMUX Demultiplexador de 1 linha para 8 linhas
36 9.8) DEMUX 74ALS138 Decodificador/Demultiplexador O Decodificador com entrada de habilitação pode ser usado como um demultiplexador
37 9.8) DEMUX Sistema de monitoração e segurança Várias portas devem ser monitoradas Não queremos uma grande quantidade de fios Porta Fechada entrada mux baixo saída alto seleciona e desabilita demux apaga Led Porta Aberta entrada mux alto saída baixo seleciona e habilita demux acende Led
38 9.8) DEMUX Sistema de monitoração e segurança
39 9.8) DEMUX Sistema síncrono de transmissão de dados Queremos transmitir serialmente palavras de dados de quatro bits Quatro palavras serão transmitidas totalizando 16bits Reduzir o número de fios entre transmissor e receptor
40 9.8) DEMUX Sistema síncrono de transmissão de dados
41 9.8) DEMUX Sistema síncrono de transmissão de dados
42 9.8) DEMUX Sistema síncrono de transmissão de dados
43 9.10) Comparador de Magnitude Compara duas quantidades binárias e gera uma saída para indicar qual delas tem a maior magnitude Entradas de dados: A e B de 4 bits sem sinal Saídas ativas em nível alto: O A>B O A<B O A=B Entradas de cascateamento: Usadas para testar palavras com mais de 4 bits usando mais de um comparador
44 9.10) Comparador de Magnitude As entradas de cascateamento devem ser ligadas com na figura a) quando não usadas
45 9.10) Comparador de Magnitude Aplicação Termostato digital
46 9.12) Barramento de dados Conjunto de linhas de sinais comuns para transferência de dados
47 9.13) Registrador tristate 74ALS173 / HC173
48 9.14) Operação de barramento de dados Veremos algumas nomenclaturas e simbologias
49 9.14) Barramento de dados Sinais do barramento
50 9.14Barramento de dados Forma simplificada
51 9.14Barramento de dados Forma expandida
52 9.14) Barramento de dados Representação simplificada
53 9.14) Barramento de dados Reunião de linhas (bus)
54 9.14) Barramento de dados Barramento bidirecional
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