ELETRÔNICA DIGITAL. Parte 10 LEDs, Displays, Decodificadores e Codificadores. Professor Dr. Michael Klug. 1 Prof. Michael

Transcrição

1 ELETRÔNICA DIGITAL Parte 1 LEDs, Displays, Decodificadores e Codificadores Professor Dr. Michael Klug 1

2 LED (Light EmittingDiode) Diodo emissor de luz (LED) Junção P-N que quando energizada emite luz visível Cor depende do cristal e da impureza de dopagem: Arsenieto de gálio infravermelho Fósforo vermelha ou amarela Fosfeto de gálio verde ou amarela 2

3 LED (Light EmittingDiode) Em eletrônica digital: indicação luminosa do nível lógico Ligado nível lógico alto (1) Desligado nível lógico baixo () Tipos: 3

4 LED Circuito de polarização S1 33 5V + LED Em geral os LEDsoperam com tensão entre 1,5V e 3,3V A tensão é dependente do comprimento da onda emitida Infravermelhos: menos de 1,5V Vermelhos: 1,7V Amarelos: 1,7V ou 2,V Verdes: entre 2,V e 3,V Azuis, violeta e ultravioleta: mais de 3,V 4

5 Display de 7 segmentos O display de 7 segmentos é utilizado para permitir a visualização dos valores binários na base em que estamos acostumados a trabalhar, o sistema decimal; É formado pela ligação de 7 leds, tendo um dos lados ligados em um terminal comum e mais 1 led para indicar o ponto; 5

6 Display de 7 segmentos Podemos ter duas configurações de ligação: Catodo comum: Onde todos os catodos estão ligados juntos (-) e as entradas são os anodos de cada led; Anodo comum: Onde todos os anodo estão ligados juntos (+) e as entradas são os catodos de cada led; 6

7 Display de 7 segmentos A disposição física dos leds permite a visualização dos números; A ligação física utiliza a pinagem ao lado. Não devemos esquecer dos resistores para limitar a corrente que circula pelos leds. 7

8 Acionamento: Display de 7 segmentos 8

9 Decodificador -Definição É um circuito lógico que recebe um conjunto de entradas, que representam um número binário, e ativa apenas a saída que corresponde ao número recebido 9

10 Decodificador -Circuito Básico 2 para 4 1

11 Decodificador -Circuito Básico ETAPA

12 Decodificador -Circuito Básico ETAPA

13 Decodificador -Circuito Básico ETAPA

14 Decodificador -Circuito Básico ETAPA

15 Decodificador -Circuito Básico TABELA VERDADE A B Q Q 1 Q 2 Q 3 15

16 Decodificador -ENABLE ENABLE HABILITA a saída do circuito Com ENABLE = todas as saídas ficam em Com ENABLE = 1 saída depende do estado de A e B 16

17 Decodificador -ENABLE TABELA VERDADE A Q Q B 1 Q 2 ENABLE Q 3 17

18 Decodificador Modelos Comerciais 7447 PARA 7 SEGMENTOS -ANODO PARA PARA 4 DUPLO PARA PARA PARA 7 SEGMENTOS -CATODO 18

19 Decodificador ESQUEMA ELETRÔNICO Decodificador para display de 7 segmentos com anodo comum 19

20 Decodificador Diagrama funcional - Pinagem Entradas de seleção Saída para o display + 5V Teste do CI - 2

21 Decodificador 7447 Tabela Verdade 21

22 Decodificador 7447 Exemplo de ligação SIMULADOR MSB Bit Mais Significativo A3 D C B A LSB Bit Menos Significativo A Na prática colocar resistores. No simulador não precisa 22

23 Supressão de Zero: Decodificador 7447 Zeros mais significativos Zeros menos significativos

24 Decodificador Decodificador de 3 para 8 com entradas enable para associação 24

25 Decodificador Diagrama funcional - Pinagem 25

26 Decodificador Tabela Verdade 26

27 Decodificador Exemplo de ligação SIMULADOR HABILITAÇÃO Se A=C=1 E B=, qual saída deverá desligar? 27

28 Decodificador PARA 4 DUPLO 28

29 Decodificador Diagrama funcional - Pinagem A B 29

30 Decodificador Tabela Verdade 3

31 Decodificador Exemplo de ligação SIMULADOR A B 31

32 Decodificador Codificador 4 para 16 32

33 Decodificador Diagrama funcional - Pinagem 33

34 Decodificador Tabela Verdade 34

35 Decodificador Associação 35

36 Decodificador Exemplo de ligação SIMULADOR 36

37 Decodificador 7442 Decodificador de 4 para 1 37

38 Decodificador 7442 Diagrama funcional - Pinagem 38

39 Decodificador 7442 Tabela Verdade 39

40 Decodificador

41 DECODIFICADOR 7448 Decodificador para display de 7 segmentos com catodo comum 41

42 DECODIFICADOR 7448 Diagrama funcional - Pinagem 42

43 Decodificador 7448 Tabela Verdade 43

44 CODIFICADORES Um codificador tem um certo número de linhas de entrada, onde somente uma delas é ativada por vez, e produz um código de saída de Nbits, dependendo de qual entrada está ativada 44

45 Codificador de Prioridade É um codificador onde quando duas ou mais entradas são ativadas, o código da saída é correspondente à entrada de maior valor 45

46 Codificador de Prioridade U I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 A3 A2 A1 A Codificador de 1 para 1 46

47 Codificador de Prioridade Tabela Verdade 47

48 Codificador de Prioridade EXEMPLO DE CIRCUITO - SIMULAÇÃO Percebe a entrada em. Saída invertida 48

49 Codificador de Prioridade Codificador de 8 para 3 U EI GS I7 I6 I5 I4 I3 I2 I1 I A2 A1 A EO 49

50 Codificador de Prioridade Tabela Verdade 5

51 APLICAÇÕES DE DECOD. E CODIFIC. É possível implementar algumas aplicações com os decodificadores estudados até o momento. Pode-se utilizar, por exemplo, a informação de um valorlidoemuminstrumentoeseestevalorforigual ou maior que um valor pré-determinado pode-se ligar uma lâmpada de sinalização ou mesmo ligar um relê ou uma entrada digital de uma máquina que poderia servir para ligar e desligar um motor. 51

52 Seleção de apenas um determinado valor Quando tivermos a necessidade de atuar algum dispositivo quando somente um determinado valor estiver presente podemos utilizar uma porta inversora, conforme a figura a seguir. 52

53 Circuito para seleção de somente 1 saída Quando determinado valor for digitado na entrada, a saída correspondente, neste caso o 5, liga. 53

54 Seleção de mais de um valor. Neste caso temos mais de uma possibilidade de saída, sendo necessário projetar uma porta lógica que tenha mais entradas, algumas vezes pode ser necessário associar mais de uma porta. 54

55 Circuito para seleção de mais de 1 saída Quando algum dos números selecionados for digitado na entrada, neste caso o 8,6,4 e 1, o LED da saída liga. 55

56 Seleção por faixa de valores Se tivermos a necessidade de trabalharmos com faixa de valores, como quando trabalhamos com níveis em silos ou com temperatura em fornos, em que uma ação deve ser tomada se a temperatura ou nível forem abaixo ou acima de determinado valor. 56

57 Faixa ACIMA de determinado valor Quando algum dos números selecionados for igual ou maior que 7 o LED da saída liga. Podemos ainda dizer que o número é maior que 6 57

58 Faixa ABAIXO de determinado valor Quando algum dos números selecionados for igual ou menor que 2 o LED da saída liga. Podemos ainda dizer que o número é menor do que 3 58

59 1 -Sistema de senha Uma outra possibilidade de aplicação é a que permite a visualização e atuação de um sistema de senhas. Neste caso terá que se fazer a escolha da senhaatravés da conexão físicada saída. A mudança de senha somente poderá ocorrer mudando-se a conexão da saída 59

60 2 -Sistema de senha -Circuito SENHA 6

61 3 Sistema com Silos Considere um sistema composto por um silo, para armazenamento de material, com um sensor ultrasônico no topo do mesmo, conforme a figura. A função do sensor é informar a altura do nível de material dentro do tanque, sendo que, a informação é disponibilizada na saída binária D,C,B e A. Sabendo que o nível é dado em metros, podendo variar entre (vazio) e 9 (cheio) metros, projete um circuito digital que possibilite visualizar o nível do silo. Além disso, quando o nível for maior ou iguala 7 metros ele deverá ligar a lâmpada L1, e quando o nível for menorque 3 metros deverá ligar a lâmpada L2. 61

62 4 Sistema de Reservatório Considere um sistema composto por um reservatório par abastecimento, com um sensor ultrasônico no topo do mesmo, conforme a figura. A função do sensor é informar a altura do nível de líquido dentro do tanque, sendo que, a informação é disponibilizada na saída hexadecimal A,B,C e D. A bomba é controlado por um sistema eletrônico, onde, quando a entrada X1 recebe um pulso positivo a bomba liga, permanecendo assim até que receba um outro pulso positivo na entrada X2. Sabendo que o nível é dado em metros, podendo variar entre (vazio) e 9(cheio) metros, projete um circuito digital que possibilite visualizar o nível do silo. Além disso, quando o nível for menor ou igualque 3 metros ele deverá ligar a bomba, e quando o nível for maiorque 8 metros deverá desligar a bomba. 62

63 5 Sistema de Seleção de Caixa Considere um sistema utilizado para selecionar determinado tipo de caixa através da altura, conforme a figura ao lado. Se a caixa for do tipo 1 somente o sensor S3 será atuado, se for do tipo 2 atuará os sensores S3 e S2, e se for do tipo 3 atuará os três sensores S1, S2 e S3. As lâmpadas L1 e L2 são utilizadas para aprovar ou não a caixa, de acordo com as condições impostas pelo problema. Sabendo que o cliente solicitou apenas caixas do tipo 2, projeteum circuito digital que ao passar caixas do tipo 2 ele ligue a lâmpada L1, aprovando a caixa, e quando passar qualquer um dos dois outros tipos de caixas ele deverá considerar como reprovado, alertando ao operador para retirar as caixas da linha e para isso acender a lâmpada L2. 63