Circuitos Digitais 1

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1 UNESP UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO CAMPUS DE SOROCABA Circuitos Digitais 1 - Prática de Laboratório - Simulação de decodificador para display de 7 segmentos Prof Dr Alexandre da Silva Simões 1

2 1 Objetivos: Objetivo geral: Projetar e implementar um decodificador para display de 7 segmentos; Objetivo específico: Projetar e implementar um circuito digital para acionamento de um display de 7 segmentos, que, para as 5 primeiras entradas binárias em BCD8421 exiba respectivamente os 5 números finais do registro acadêmico (RA) de um dos alunos da bancada 2 Descrição Geral O projeto será executado em grupos (por bancada) e terá duas fases distintas: a) Preparação: a ser feita fora da sala de aula, previamente ao experimento; b) Implementação: a ser feito exclusivamente no laboratório, durante a aula, utilizando o software MULTISIM e/ou protoboards Para a escolha dos números a serem exibidos no display, utilize a seguinte regra: 1 Escolha o RA de um dos integrantes da bancada; 2 Despreze o 10 à esquerda de seu RA Ex: ; 3 Despreze o traço (ou barra) presente no seu RA, se houver Ex: ; 4 Se restarem menos de 5 dígitos em seu RA, utilize o algarismo 0 (zero) à direita para completá-lo para os 5 dígitos Ex: Durante o projeto, adote o display catodo comum 3 Preparação do experimento (antes do laboratório) Para a preparação do experimento, o aluno deverá desenvolver 3 passos distintos PASSO 1: levantamento da tabela verdade do circuito Para a elaboração de todo projeto digital, o primeiro passo a ser executado é o levantamento da tabela verdade, partindo-se do problema proposto Para o levantamento da tabela verdade, é necessário identificar as variáveis de entrada e saída do circuito Uma vez que desejamos um circuito que receba entradas binárias e mostre números em um display, podemos identificar como variáveis digitais: 2

3 Entradas Saídas Variáveis de entrada: os três bits do número binário (A, B e C); Variáveis de saída: os sete segmentos do display (a, b, c, d, e, f, g); De forma a auxiliar a elaboração da tabela verdade, encontra-se na página 5 deste roteiro uma tabela (tabela 1), que deve ser preenchida da seguinte maneira: Entradas: Nos campos pertinentes às entradas binárias, preencher sucessivamente os números binários em BCD8421 utilizando-se 3 bits, isto é, de 000 a 111; Saídas: Nos campos reservados para o display, preencher a saída desejada para cada uma das entradas binárias (os 5 números do seu RA alterado conforme as regras exibidos seqüencialmente) Pinte os segmentos dos displays que devam ficar acesos; No campo dos níveis lógicos dos segmentos, identifique quais devem ser os níveis lógicos (o ou 1) presentes em cada um dos segmentos dos displays (Observar o tipo do display utilizado!!); As saídas para as três linhas finais da tabela são irrelevantes Escolha a opção de projeto que resultar no menor hardware possível Exemplo: Aluno: João da Silva RA: Entradas binárias Display Nível lógico presente nos segmentos A B C a b c d e f g PASSO 2: Minimização das saídas O segundo passo de um projeto digital é a determinação das expressões algébricas mínimas para cada uma das variáveis de saída no circuito Assim sendo, proceder a minimização via diagramas de Veitch-Karnaugh para a, b, c, d, e e f Utilizar para tal minimização os diagramas presentes nas página 5 deste roteiro Os grupos utilizados para a minimização devem estar claramente indicados, e as expressões 3

4 encontradas para cada caso devem estar posicionadas no campo correspondente, logo após as minimizações PASSO 3: Determinação do circuito digital para implementação De posse de todas as expressões simplificadas, levantar o circuito combinacional para a implementação do projeto proposto Este deve estar esboçado no campo correspondente, na página 6 4 Implementação(em laboratório) 1 Montar o circuito projetado para o experimento utilizando o simulador MULTISIM; 2 Levantar a tabela verdade para o circuito projetado, introduzindo uma a uma todas as entradas possíveis para o circuito, e anotando a saída do display; 3 Observar as saídas levantadas experimentalmente: 31 Caso as 5 saídas projetadas encontrem-se como o esperado, mostrar ao professor; 32 Caso o resultado obtido na prática não seja o esperado por projeto, observar o segmento (led) que não corresponde ao esperado e rever a respectiva minimização no projeto digital; 4 Responder as perguntas que se encontram no final da última folha deste roteiro 4

5 Aluno: RA: Data Turma: - PREPARAÇÃO DO EXPERIMENTO - Passo 1: Levantamento da tabela verdade Entradas binárias Níveis lógicos presentes nos segmentos A B C Display a b c d e f g Tabela 1 Passo 2: Minimização das variáveis do sistema a) b) c) d) e) f) 5

6 Aluno: RA: Data Turma: g) Expressões minimizadas: a: b: c: d: e: f: g: Passo 3: Determinação do circuito digital para implementação do projeto A B C 6

7 Aluno: RA: Data Turma: - IMPLEMENTAÇÃO - Levantar, na prática, a tabela verdade para o circuito digital implementado Entradas binárias Níveis lógicos presentes nos segmentos A B C Display a b c d e f g Tabela 2 Pergunta 1: Explique as saídas para as 3 últimas entradas binárias Pergunta 2: Para alterarmos o tipo do display utilizado de cátodo comum para ânodo comum, de forma rápida, que alterações você sugeriria no circuito? 7