Revisão: técnicas simplificação

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1 23/3/27 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 27. Revisão: técnicas simplificação A) Forma canônica disjuntiva soma dos produtos: obtém-se somando todos os produtos lógicos que dão à função o valor lógico igual a. 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. Cada parcela da função é chamada de maxtermo ou maxitermo. Representação: ΠM. Seja f(a,b,c) C) Mapa de KARNAUGH Método 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. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 2

2 23/3/27 Códigos 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, 977,p.97). BCD (binary coded decimal) Gray ASCII BCD de 4 bits Códigos de 5 bits Johnson Excesso 3 conjunto organizado de sinais em que a informação é transformada para efetivar o processo de comunicação. Fonte: IDOETA e CAPUANO. Elementos da eletrônica digital. Cap 5 que foi escaneado e está disponível em: Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 3 Código BCD BCD (binary coded decimal) = binário codificado em decimal Cada dígito de um número decimal é representado pelo seu equivamente em binário, sendo que a representação constitui-se necessariamente em uma sequência de 4 bits. Ex: 48 Ex2: 39 Um dígito decimal: ou ou 2 ou...ou 9 BCD BIN BCD 2 BCD 2 Combinações Proibidas: *Todas aquelas que excedem o decimal 9. = =3 = =4 =2 =5 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 4 2

3 23/3/27 Código GRAY 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. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 5 Obtenção do código Gray ª reflexão Conclusão da ª reflexão reflexão Gray DEC 2 3 Código Gray de 2 bits 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 6 3

4 23/3/27 Códigos 2ª reflexão: a partir do resultado anterior Conclusão da 2ª reflexão DEC Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 7 Aplicação do Código Gray 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. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 8 4

5 23/3/27 Formação dos bits Resolução de 36º/6=22,5º s s 2 s 3 s 4 s s s 3 s 4 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 9 Código alfanumérico amplamento usado composto por 7 bits e que resulta em 2 7 = 28 combinações + bit de paridade (deteção de erros). Código ASCII American Standard Code for Information Interchange Código Padrão Norte Americano para Intercâmbio de Informações Ex.: = 9 Z 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 5

6 23/3/27 Contextualização 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 laser: sinais sonoros, dados e imagens. DECODIFICADOR Passa o código desconhecido para o código conhecido. ex.:binário Decimal 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. Idoeta & Capuano, seção 5.3 Tocci, seções 9- a 9-5 Floyd, cap 6 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod Codificador 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. Circuitos aritméticos para a execução da operação matemática. (Código de saída de N bits) Saída binária M entradas decimais, com apenas uma em nível alto de cada vez. Codificador de M-para-N (M entradas e N saídas) M = 2 N 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 2 6

7 23/3/27 Codificador Decimal para BCD BCD =binário codificado em decimal DEC BCD a 9 S3= S=... desenvolvendo as demais entradas E 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 3 Codificador Decimal para BCD DECIMAL BCD Cada saída (S, S, S2 e S3) é analisada individualmente, a fim de obter a equação lógica por uma das técnicas de simplificação que melhor represente essas saídas. S S 3 E8 E9 2 E4 E5 E6 E7 S E2 E3 E6 E7 S E E3 E5 E7 E9 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 4 7

8 23/3/27 Codificador circuito lógico S S 3 E8 E9 2 E4 E5 E6 E7 S E2 E3 E6 E7 S E E3 E5 E7 E9 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 5 Decodificador 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. Display Resultado da operação matemática na forma binária. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 6 8

9 23/3/27 Gerador de Produto Canônico Circuito decodificador básico que ativa a saída que corresponde a combinação binária fundamental. IN binária A B Combinação canônica Saída A B P A B P A B P2 A B P3 Não há combinação de entrada que ative mais de uma saída ao mesmo tempo. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 7 Ci BCD para decimal decod 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 8 8 9

10 23/3/27 Tabela da Verdade CI BCD para decimal decod 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 9 Display 7 segmentos 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 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 2

11 23/3/27 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 Acende com nível lógico 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 2 Decod BCD 7segmentos A B C D Função lógica para cada segmento: Para a solução desse problema optase pelo Mapa de Karnaugh. É possível a solução por mintermos ou maxtermos. Segmento a AB CD Seg a = A C + A BD + AB C + B C D Dois enlaces só podem ter 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod uma cela em comum 22

12 23/3/27 Mapa K dos demais segmentos AB CD 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 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 23 CI decod BCD 7 segmentos: 7447 e 7448 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) Saída do descodificador para o display de 7 segmentos - - g f e d c b a Entrada do descodificador ( em BCD) Descodificador BCD 7segmentos Saída do descodificador para o display de 7 segmentos (dígito ) Note que a saída do decodificador corresponde a ligar os segmentos do digito de um display do tipo cátodo comum. Os decodificadores comerciais disponíveis são: 7447 (ânodo comum) e 7448 (cátodo comum). 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 24 2

13 23/3/27 Mapa K enlaces proibidos x corretos a) AB CD incorreto AB CD AB CD correto incorreto 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 25 Mapa K enlaces proibidos b) AB CD c) AB CD 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 26 3

14 23/3/27 Aplicação CI 7447 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. V Entrada do decodificador Saída do decodificador para o display de 7 segmentos A B C D Chaves DS Decodificador BCD 7segmentos a b c d e f g CI decodificador 74LS47. Resistores limitadores Display Anodo comum 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 27 Diagrama e Símbolo Diagrama de pinos Símbolo lógico 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 28 4

15 23/3/27 Tabela da Verdade BCD SEGMENTOS 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 29 Display 7 segmentos Anodo Comum VOM na função teste semicondutor: Acende com nível lógico Terminal 3 ou 8 do display. Terminais correspondentes aos segmentos. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 3 5

16 23/3/27 Mapa K enlaces proibidos *Para o experimento do roteiro são as chaves. Inputs BCD * =5V Para os resistores de cada segmento do display. 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). 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). quádruplo 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) 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 3 Pinagem CI 7447 *Para o experimento do roteiro são as chaves. Inputs BCD * =5V Para os resistores de cada segmento do display. 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). 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). quádruplo 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) 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 32 6

17 23/3/27 Supressão de zeros à esquerda MAIS SIGNIFICATIVOS Floyd, cap 6 Todas as saídas de segmentos estarão desativadas (nível ALTO) se um código zero () 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. 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 33 Supressão de zeros à direita MENOS SIGNIFICATIVOS 24 Mar 7 Aula 4 - Códigos, Decod & Cod 34 7