SISTEMAS DIGITAIS Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar

Transcrição

1 - Aula 8 - Antes de começar o estudo sobre decodificadores, o que é bastante semelhante ao que já vimos anteriormente é necessário relembrarmos alguns conceitos sobre códigos binários. 1. Códigos Binários São seqüências de números binários dispostos de alguma maneira. Existem diversos códigos na eletrônica digital, existindo situações em que a utilização de um deles apresenta vantagens em relação a outro. O código binário utilizado até o momento é chamado BCD 8421 (binary coded - decimal ou decimal codificado em binário). O termo 8421 significa os valores dos algarismos conforme o estudado anteriormente. Exemplo: BCD Decimal Código BCH O código Binary Coded Hexadecimal (Hexadecimal Codificado em Binário) é análogo ao código BCD com a diferença de representar os algarismos do sistema hexadecimal através das combinações possíveis com quatro bits. 1

2 Decimal BCH A B C D E F Código ASCII Outro exemplo de código binário é o ASCII American Standard Code for Information Interchage (Código Americano Padrão para Troca de Informações), que foi criado para padronizar a troca de informações ou dados entre os computadores, seus periféricos e é usado também em alguns sistemas de comunicação de dados. É composto de sete bits para codificar várias informações diferentes como número, letras símbolos, sinais de controle de transmissão, etc. 2

3 B B B B4 B3 B2 B1 HEX NUL DLE Sp P ' p SOH DC1! 1 A Q a q STX DC2 2 B R b r ETC DC3 # 3 C S c s EOT DC4 $ 4 D T d t ENQ NAK % 5 E U e u ACK SYN & 6 F V f v Bel ETB 7 G W g w BS CAN ( 8 H X h x HT EM ) 9 I Y i y A LF SUB * : J Z j z B VT Esc + ; K [ k { C LF FS, < L \ l D CR GS - = M ] m } E SO RS. > N ^ n ~ F SI US /? O _ o Del Código NUL (Nul Char) SOH (Start of Header) STX (Start of Text) EOT (End of Text) ENQ (Enquiry) ACK (Acknowledgement) Bel (Bell) BS (Backspace) HT (Horizontal Tab) LF (Line Feed) VT (Vertical Tab) Significado Caracter Nulo Começo do cabeçalho de transmissão Início do texto Fim do texto Questionamento Reconhecimento Campainha Retorno do carro Tabulação Horizontal Alimentação da Linha Tabulação vertical 3

4 FF (Form Feed) CR (Carriage Return) SO (Shift Out) SI (Shift In) DLE (Data Link Escape) Alimentação do Papel Enter Shift Shift Queda do link de dados DC1 (XON Device Control 1) Dispositivo de controle 1 DC2 (Device Control 2) Dispositivo de controle 2 DC3 (XOFF Device Control 3) Dispositivo de controle 3 DC4 (Device Control 4) Dispositivo de controle 4 NAC (Negative Acknowledgement) Reconhecimento negado SYN (Synchronous Idle) ETB (End of Trans. Block) CAN (Cancel) EM (End of Medium) SUB (Substitute) Esc (Escape) FS (File Separator) GS (Group Separator) RS (Request to Send) US (Unit Separator) Sp (Space) Sincronismo Fim do bloco de transmissão Cancelar Fim da mídia Substituto Tecla Esc Separador de arquivo Separador de grupo Solicitação de envio Separador de Unidade Espaço Exemplo: Se pressionarmos a tecla F do teclado de um microcomputador, é gerado o código B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = ; 2. Codificadores e decodificadores É usual necessitarmos efetuar a passagem de um determinado código para outro. 4

5 Denomina-se codificador (encoder) o circuito combinacional que torna possível a passagem de um código conhecido para um desconhecido, e decodificador (decoder) o circuito que faz o inverso. Exemplo: 2.1. Codificador Decimal-Binário É o codificador mais comum. Transforma o código decimal no binário BCD8421. A entrada decimal é efetuada acionando-se uma das N entradas do bloco funcional. Diferentemente do visto até agora, é usual a entrada ser efetuada em nível lógico 0. Assim, a tabela verdade do codificador será dada por: CH 0 CH 1 CH 2 CH 3 CH 4 CH 5 CH 6 CH 7 CH 8 CH 9 A B C D

6 Decodificador Binário-Decimal Realiza o processo inverso do codificador decimal-binário, ou seja, seleciona uma das saídas (decimal) a partir de um número binário (BCD8421). A tabela verdade para o decodificador binário-decimal é o inverso da apresentada acima. Cabe ressaltar ainda que tanto codificadores quando decodificadores são usualmente encontrados com seleção em nível 0, sendo possível o uso da porta NE (Não E). O código BCD 8421 não possui números maiores que 9, logo, tanto faz o valor assumido nas possibilidades excedentes, visto que, quanto passarmos do código BCD 8421 para o código estas não irão ocorrer. No mapa de Karnaugh, estas serão situações irrelevantes. Realizadas as devidas simplificações utilizando Mapas de Karnaugh, obtém-se as seguinte expressões; e a partir das expressões simplificadas o circuito decodificador: 6

7 S 0 = A B C D S 1 = A B C D S 2 = B CD S 3 = B CD S 4 = BC D S 5 = BC D S 6 = BCD S 7 = BCD S 8 = AD S 9 = AD A B C D S 0 S 1 S 2 S 3 S 4 S 5 S 6 S 7 S 8 S Projeto de Decodificadores Agindo de forma análoga ao processo visto no decodificador Binário-Decimal, é possível construir decodificadores que passem de qualquer código para qualquer outro Decodificador para Display de 7 elementos O display de 7 elementos possibilita escrevermos números decimais de 0 à 9 e alguns símbolos que podem ser letras ou sinais. A figura abaixo representa uma unidade do display genérica, com a nomenclatura de identificação dos segmentos usual em manuais práticos. 7

8 O tipo mais comum de display (a led) é formado por 7 segmentos compostos por leds independentes e são tratados usualmente com a nomenclatura mostrada.. Existem dois tipos básicos de displays a led: - Catodo comum: segmentos acendem com nível 1 - Ânodo comum: segmentos acendem com nível 0 A cada número (entrada BCD) os leds devem ser projetados para (acendendo ou apagando) assumir o formado do número de entrada. Para efetuar este projeto é necessário verificar em cada caractere os segmentos que devem ser acesos e atribuir o nível 1 (catodo), em função da respectiva entrada no código binário. A figura abaixo indica a seqüência de caracteres, o respectivo código de entrada e os níveis aplicados em cada segmento. 8

9 Simplificação Na simplificação, utilizaremos o Mapa de Karnaugh. Neste exemplo, realizaremos somente a simplificação da variável de saída a, pois as demais seguem o mesmo princípio. Lembrando, para cada saída deverá ser construído um Mapa de Karnaugh x x 1 1 x x 1 1 x x 9

10 S a = A+C+B D +BD ou S a = A+C+B D O circuito decodificador BCD 8421 para display de 7 elementos obtido é visto abaixo: Convém observar que o circuito poderia ser otimizado, pois as expressões dos segmentos possuem vários termos em comum, resultando no emprego de um menor número de portas. O display de 7 elementos podem ainda escrever outros caracteres, que são freqüentemente utilizados em sistemas digitais para representar outras funções, bem como formar palavras-chave em software de programação. 10