2/7/2 LED ELETRÔNICA DIGITAL Parte 6 Display, Decodificadores e Codificadores Diodo emissor de luz (LED) Para nós será utilizado para dar uma indicação luminosa do nível lógico de sinal; Ligado nível lógico alto() Desligado nível lógico baixo () Prof.: Stefano Prof. Stefano 2 LED Princípio de funcionamento LED Tipos 3 4 LED Circuito de polarização 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 led para indicar o ponto; 5 6
2/7/2 Display de 7 segmentos Display de 7 segmentos Podemos ter duas configurações de ligação: Anodo comum: Onde todos os anodos estão ligados juntos ( ) e as entradas são os catodos de cada led; Catodo comum: Onde todos os catodos estão ligados juntos (+) e as entradas são os catodos de cada led; 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 Decodificador Definição É um circuito lógico que recebe um conjunto de entradas, que representa um número binário, e ativa apenas a saída que corresponde ao número recebido 2 para 4 9 ETAPA ETAPA 2 2 2
2/7/2 ETAPA 3 ETAPA 4 3 4 Decodificador ENABLE ENABLE HABILITA a saída do circuito TABELA VERDADE A B Q Q Q 2 Q 3 Com ENABLE = todas as saídas ficam em Com ENABLE = saída depende do estado de A e B 5 6 Decodificador ENABLE Decodificador Modelos Comerciais A Q B Q Q 2 ENABLE Q 3 TABELA VERDADE 7447 PARA 7 SEGMENTOS ANODO 7438 3 PARA 8 7439 2 PARA 4 DUPLO 7454 4 PARA 6 7442 4 PARA 7448 PARA 7 SEGMENTOS CATODO 7 8 3
2/7/2 Decodificador 7447 Decodificador 7447 ESQUEMA ELETRÔNICO Decodificador para display de 7 segmentos com anodo comum Entradas de seleção Saída para o + 5V display Teste do CI - 9 2 Decodificador 7447 Tabela Verdade Decodificador 7447 Exemplo de ligação SIMULADOR MSB Bit Mais Significativo A3 D C B A 2 LSB Bit Menos Significativo A Na prática colocar resistores. No simulador não precisa 22 Decodificador 7438 Decodificador de 3 para 8 com entradas enable para associação Decodificador 7438 23 24 4
2/7/2 Decodificador 7438 Tabela Verdade Decodificador 7438 Exemplo de ligação SIMULADOR HABILITAÇÃO Se A=C= E B=, qual saída deverá desligar? 25 26 Decodificador 7439 Decodificador 7439 2 PARA 4 DUPLO A B 27 28 Decodificador 7439 Tabela Verdade Decodificador 7439 Exemplo de ligação SIMULADOR A B 29 3 5
2/7/2 Decodificador 7454 Decodificador 7454 Codificador 4 para 6 3 32 Decodificador 7454 Tabela Verdade Decodificador 7454 Exemplo de ligação SIMULADOR 33 34 Decodificador 7442 Decodificador 7442 Decodificador de 4 para 35 36 6
2/7/2 Decodificador 7442 Tabela Verdade Decodificador 7442 37 38 DECODIFICADOR 7448 DECODIFICADOR 7448 Decodificador para display de 7 segmentos com catodo comum 39 4 Decodificador 7448 Tabela Verdade 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 4 42 7
2/7/2 Codificador de Prioridade Codificador de Prioridade 7447 É um codificador onde quando duas ou mais entradas são ativadas, o código da saída seja correspondente à entrada de maior valor U2 7447 I9 I8 I7 I6 I5 I4 I3 I2 I Decodificador de para A3 A2 A A 43 44 Codificador de Prioridade 7447 Tabela Verdade Codificador de Prioridade 7447 EXEMPLO DE CIRCUITO - SIMULAÇÃO Percebe a entrada em. Saída invertida 45 46 Codificador de Prioridade 7448 Codificador de Prioridade 7448 Codificador de 8 para 3 Tabela Verdade U3 7448 EI GS I7 I6 I5 I4 I3 I2 I I A2 A A EO 47 48 8
2/7/2 APLICAÇÕES DE DECOD. E CODIFIC. Seleção de apenas um determinado valor É possível implementar algumas aplicações com os decodificadores estudados até o momento. Pode se utilizar, por exemplo, a informação de um valor lido em um instrumento e se este valor for igual 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 Quando tivermos a necessidade de atuar algum dispositivo quando somente um determinado valor podemos utilizar uma porta inversora, conforme a figura a seguir. 49 5 Circuito para seleção de somente saída Seleção de mais de um valor. Quando determinado valor for digitado na entrada, a saída correspondente, neste caso o 5, liga. 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. 5 52 Circuito para seleção de mais de saída 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. Quando algum dos números selecionados for digitado na entrada, neste caso o 8,6,4 e, o LED da saída liga. 53 54 9
2/7/2 Faixa ACIMA de determinado valor Faixa ABAIXO 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 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 55 56 Sistema de senha 2 Sistema de senha Circuito 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 senha através da conexão física da saída. A mudança de senha somente poderá ocorrer mudando se a conexão da saída SENHA 57 58 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 igual a 7 metros ele deverá ligar a lâmpada L, e quando o nível for menor que 3 metros deverá ligar a lâmpada L2. 59 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 X 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 igual que 3 metros ele deverá ligar a bomba, e quando o nível for maior que 8 metros deverá desligar a bomba. 6
2/7/2 5 Sistema de Seleção de Caixa Considere um sistema utilizado para selecionar determinado tipo de caixa através da altura, conformeafiguraaolado. Seacaixafordotiposomenteo 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 S, S2 e S3. As lâmpadas L 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, projete um circuito digital que ao passar caixas do tipo 2 ele ligue a lâmpada L, 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. Nomenclatura utilizada ON = LIGADO OFF = DESLIGADO INPUT = ENTRADA OUTPUT = SAÍDA ENABLE = HABILITAÇÃO HIGH = ALTO () LOW = BAIXO () 6 62 REFERÊNCIAS Tocci e Widmer.Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações Idoeta e Capuano. Elementos de Eletrônica Digital Mairton. Eletrônica Digital. Teoria e Laboratório www.alldatasheet.com Notas de aula do Prof. Stefano Figuras da internet 63