Cap9) Circuitos Lógicos MSI

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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

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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