CODIFICADORES / DECODIFICADORES Uma grande parte dos sistemas digitais trabalha com os níveis lógicos (bits) representando informações que são codificadas em bits. Exemplo: computador trabalha com informações alfanuméricas; a calculadora com informações numéricas; a telefonia digital com canais de voz convertidos para a forma digital; cd laser com sinais sonoros. Estes sistemas não entendem a informação que processam na forma de letras, números, sinais sonoros,... e sim, na forma de bits, sendo necessário transformar estas informações na forma de códigos binários. Devido à diversidade de informações e ao desenvolvimento da eletrônica digital, vários códigos foram criados e consequentemente vários circuitos para a codificação e decodificação destas informações. Os codificadores e decodificadores são circuitos combinacionais dedicados: circuitos comuns em projetos de sistemas digitais devido às funções lógicas que executam, sendo encontrados prontos em circuitos integrados comerciais. Exemplos de códigos. Código BCD 8421 Também chamado simplesmente de BCD Binary Coded Decimal (Decimal Codificado em Binário), é composto por quatro bits, tendo cada bit um peso equivalente ao do sistema numérico binário: 1 para o primeiro bit à direita, que é chamado de bit menos significativo (LSB Least Significant Bit); 2 para o segundo bit à direita; 4 para o terceiro; 8 para o quarto bit à direita, que é chamado de bit mais significativo (MSB Most Significant Bit); Desta forma este código representa os números decimais de 0 a 9 no sistema binário. Decimal BCD 8 4 2 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 Cefet/PR Cornélio Procópio 1
8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 Ao invés de se converter um número formado por diversos dígitos para o sistema binário os sistemas digitais que utilizam este código podem converter cada dígito do número para o BCD. 1920394819 2 = 1110010011101101110011001000011 2 1920394819 10 = 0000 1001 0010 0011 1001 0100 1000 0001 1001 1 9 2 3 9 4 8 1 9 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. Decimal BCH 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1 A 1 0 1 0 B 1 0 1 1 C 1 1 0 0 D 1 1 0 1 E 1 1 1 0 F 1 1 1 1 Código ASCII Um exemplo de código binário é o código ASCII American Standard Code for Information Interchange (Código Americano Padrão para a Troca de Informações), que foi criado para padronizar a troca de informações ou dados entre os computadores, seus periféricos (teclado, monitor,...) e é utilizado também em alguns sistemas de comunicação de dados. É composto por sete bits para codificar várias informações diferentes como números, letras, símbolos especiais, sinais de Cefet/PR Cornélio Procópio 2
controle de transmissão, sinais de controle de formatação e sinais de controle de dispositivos. B 7 0 0 0 0 1 1 1 1 B 6 0 0 1 1 0 0 1 1 B 5 0 1 0 1 0 1 0 1 B 4 B 3 B 2 B 1 Hex 0 1 2 3 4 5 6 7 0 0 0 0 0 NUL DLE Sp 0 @ P p 0 0 0 1 1 SOH DC1! 1 A Q a q 0 0 1 0 2 STX DC2 2 B R b r 0 0 1 1 3 ETC DC3 # 3 C S c s 0 1 0 0 4 EOT DC4 $ 4 D T d t 0 1 0 1 5 ENQ NAK % 5 E U e u 0 1 1 0 6 ACK SYN & 6 F V f v 0 1 1 1 7 Bel ETB 7 G W g w 1 0 0 0 8 BS CAN ( 8 H X h x 1 0 0 1 9 HT EM ) 9 I Y i y 1 0 1 0 A LF SUB * : J Z j z 1 0 1 1 B VT Esc + ; K [ k { 1 1 0 0 C LF FS, < L \ l 1 1 0 1 D CR GS - = M ] m } 1 1 1 0 E SO RS. > N ^ n ~ 1 1 1 1 F SI US /? O _ o Del Código: Significado: NUL (Null char) caracter nulo SOH (Start of Header) começo do cabeçalho de transmissão STX (Start of Text) início do texto ETX (End of Text) fim do texto EOT (End of Transmission) fim da transmissão ENQ (Enquiry) questionamento Cefet/PR Cornélio Procópio 3
ACK (Acknowledgment) reconhecimento Bel (Bell) campainha BS (Backspace) retorno do carro HT (Horizontal Tab) tabulação horizontal LF (Line Feed) alimentação da linha VT (Vertical Tab) tabulação vertical FF (Form Feed) alimentação de papel CR (Carriage Return) enter SO (Shift Out) shift SI (Shift In) shift DLE (Data Link Escape) 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 NAK (Negative Acknowledgement) reconhecimento negado SYN (Synchronous Idle) sincronismo ETB (End of Trans. Block) fim do bloco de transmissão CAN (Cancel) cancelar EM (End of Medium) fim da mídia SUB (Substitute) substituto Esc (Escape) tecla Esc FS (File Separator) separador de arquivo GS (Group Separator) separador de grupo RS (Request to Send)(Record Separator) solicitação de envio US (Unit Separator) separador de unidade Sp (Space) espaço Exemplos: - pressionando-se a tecla F do teclado de um microcomputador internamente é gerado o código B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = 1000110; - pressionando-se a tecla f do teclado de um microcomputador internamente é gerado o código B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = 1100110; - tecla 3 : B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = 0110011; - tecla espaço: B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = 0100000; - tecla shift: B 7 B 6 B 5 B 4 B 3 B 2 B 1 B 0 = 0001110 ou 0001111; Código de Em virtude de transientes, ruídos e outras perturbações, erros de 1 bit às vezes ocorrem quando um dado na forma digital é transmitido por linhas telefônicas ou outros meios de transmissão de dados. Uma maneira de detectar estes erros é incluir um ou mais bits com os bits dos dados a serem transmitidos, de modo que Cefet/PR Cornélio Procópio 4
estes bits adicionais sejam gerados a partir de uma combinação dos bits dos dados. Um modo de se efetuar este tipo de transmissão de dados é adicionar um bit de - bit adicional que indicará se o número de bits 1 dos dados será par ou ímpar. Ex.: bit de = 0 número par de bits 1 1 número ímpar de bits 1 bit de informação 01001 11000 01100 00000 Na transmissão de dados, o circuito transmissor deve possuir um gerador de e o circuito receptor um verificador de, trabalhando como um codificador e decodificador. Cabe observar que o bit de não faz parte da informação em si, sendo parte somente do processo de transmissão. Assim, ao invés de se transmitir somente os bits dos dados, se transmite um bit à mais (no exemplo acima a informação a ser transmitida é constituída por quatro bits mas são transmitidos cinco bits). O gerador de pode criar um bit de de valor 0 para um número par e 1 para um número ímpar de bits 1 da informação, respectivamente. Este tipo de geração de é chamada de geração de par. No caso contrário, quando é gerado 1 para um número par e 0 para um número ímpar de bits 1, é chamada geração de ímpar. bit de informação 01001 par 11001 ímpar Um circuito gerador e verificador de é o ou exclusivo (exclusive or). Abaixo é mostrado um gerador de par e um verificador. Para gerar a ímpar basta inverter a saída da porta lógica ou exclusivo na saída do gerador de ( ). A última porta lógica indica se os sinais do gerador e verificador são iguais, fornecendo 0 caso a transmissão seja efetuada com sucesso e 1 caso ocorram erros na transmissão. Cefet/PR Cornélio Procópio 5
E 0 E 1 E 2 E 3 S 2 gerador de verificador de = S 2 : 0 S 2 : 1 Codificadores Os codificadores são circuitos lógicos dedicados que convertem informações alfanuméricas ou de controle para um código determinado. A maior aplicação dos codificadores está na conversão de dados de um sistema de interface com o usuário, como o teclado, para o código com o qual o respectivo sistema digital trabalha. Codificador Decimal - BCD 0 1 E 9 E 8 9E 7 E 6 E 5 E 4 E 3 E 2 E 1 Codificador Decimal BCD S 3 (MSB) S 2 S 0 (LSB) E 0 E 9 E 8 E 7 E 6 E 5 E 4 E 3 E 2 E 1 E 0 S 3 S 2 S 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 Cefet/PR Cornélio Procópio 6
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 S 3 = E 8 + E 9 S 2 = E 4 + E 5 + E 6 + E 7 = E 2 + E 3 + E 6 + E 7 S 0 = E 1 + E 3 + E 5 + E 7 + E 9 E 9 E 8 E 7 E 6 E 5 E 4 E 3 E 2 E 1 E 0 S 3 (MSB) S 2 S 0 (LSB) Cefet/PR Cornélio Procópio 7