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Codificadores e Decodificadores Prof. Lucas Santos Pereira

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Apresentação em tema: "Codificadores e Decodificadores Prof. Lucas Santos Pereira"— Transcrição da apresentação:

1 Codificadores e Decodificadores Prof. Lucas Santos Pereira
14/10/2010 Circuitos Digitais Codificadores e Decodificadores Prof. Lucas Santos Pereira

2 Introdução Uma grande parte dos sistemas digitais trabalham com níveis lógicos representando informações que, portanto devem ser codificadas. EXEMPLOS: A calculadora trabalha com informações numéricas; O computador trabalha com informações alfanuméricas; O sistema de telefonia digital trabalha com canais de voz O disco lazer trabalha com sinais sonoros.

3 Introdução Estes exemplos correspondem a sistemas digitais que, na realidade não entendem números, letras, canais de voz ou sinais sonoros, mas, sim códigos binários , que possuem apenas dois níveis para representar qualquer tipo de informação. Devido a grande diversidade de informações e ao desenvolvimento da eletrônica digital, vários códigos foram criados e, consequentemente, vários circuitos se fizeram necessários para a codificação e decodificação dessas informações.

4 Código BCD, código de Gray, entre outros.
Códigos É um conjunto organizado de sinais em que a informação é transformada para efetivar o processo de comunicação. Números, letras ou palavras representadas por um grupo especial de símbolos (digitos binários). Exemplo: Código BCD, código de Gray, entre outros.

5 Código BCD O código BCD 8421 ou, simplesmente, BCD (Binário Codificado em Decimal) é um dos mais comuns nos sistemas digitais. Ele é composto por quatro bits tendo cada bit um peso equivalente ao do sistema numérico binário. Este código representa os números decimais de 0 a 9 no sistema binário, como mostra a tabela a seguir: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Binário Codificado Decimal - BCD Como o maior digito decimal é o 9, o nosso código BCD necessita de quatro bits para representar cada digito.

6 O Código BCD Assim sendo, somente os números de 0000 (0) a (9) são utilizados para o código BCD. Os números 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 e 1111 não fazem parte deste código. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BCD DECIMAL

7 O Código BCD Assim sendo, somente os números de 0000 (0) a (9) são utilizados para o código BCD. Os números 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 e 1111 não fazem parte deste código. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BCD DECIMAL Se qualquer uma dessas representações aparecer em uma máquina que está trabalhando com BCD ocorreu um erro. NÃO FAZEM PARTE CÓDIGO BCD

8 Exemplo 1 O número 2538 no sistema decimal pode ser representado das seguintes formas: No sistema binário: ( )2 No código BCD:

9 O Código BCH O código BCH ( Hexadecimal Codificado em Binário) é análogo ao código BCD, porém representa os algarismos do sistema hexadecimal através das combinações possíveis com 4 bits 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F DECIMAL BCH

10 O Código Excesso 3 O Código excesso 3 é composto por 4 bits que correspondem aos números decimais do código BCD acrescidos de 3 (0011), por isso o seu nome. Ele foi criado para facilitar as operações de subtração do sistema binário devido ao fato do complemento de um algarismo do sistema decimal corresponder ao complemento do bit a bit do excesso 3, como mostra a tabela. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Excesso 3 DECIMAL

11 Código de Gray Bits sequência binária;
Os sistemas digitais operam em altas velocidades e reagem a variações que ocorrem nas entradas digitais; Bits sequência binária; Bits mudam de estado ao mesmo tempo.

12 Código de Gray A alternativa a fim de reduzir a probabilidade de um circuito digital interpretar mal uma entrada que está sendo variada, desenvolveu-se o código de gray. A característica do código de Gray é que apenas um bit varia

13 Código de Gray Para obter o código de Gray utilizamos a seguinte técnica: 1

14 Decodificadores/ Codificadores
Circuito digital que faz a conversão de um código binário para outro código ou número binário qualquer; Geralmente recebe um código binário na entrada e ativa apenas 1 saída, correspondente ao número decodificado. Codificador: Circuito digital que faz a conversão de um número (ou um código qualquer) para um código binário; Apresenta N entradas e M saídas.

15 Codificadores

16 Codificadores Suponha que ao ir no Mc Donald’s Drive-Thru você tenha a opção de escolher 4 lanches. O sistema mais básico para representar esta situação seria o seguinte: Seriam necessários os 4 fios vermelhos para ligar o LED referente a cada lanche escolhido. Porém com apenas 2 bits obtemos as 4 representações necessárias e assim pode-se simplificar o sistema acima com um codificador e um decodificador. 4 entradas 4 saídas

17 Codificadores Suponha que ao ir no Mc Donald’s Drive-Thru você tenha a opção de escolher 4 lanches. O sistema mais básico para representar esta situação seria o seguinte: Tabela Verdade: 4 entradas 4 saídas

18 Codificadores Os codificadores são circuitos lógicos que convertem informações de controle para um código determinado. A maior aplicação dos codificadores está na conversão de dados oriundos de um teclado para o código de trabalho do sistema digital a ele conectado. Informação Binária CODIFICADOR Código Binário

19 Exemplo de Aplicação: Codificador Decimal - BCD
Um teclado decimal é composto por dez chaves que devem ser codificadas em BCD, como mostra a Figura a seguir: Pela Figura verifica-se que as chaves, quando acionadas, fornecem nível lógico 1 às entradas do codificador e, quando desativadas, fornecem nível lógico 0. E1 E2 E3 E5 E6 E4 E7 E8

20 Exemplo de Aplicação: Codificador Decimal - BCD
A tabela verdade do decodificador é mostrada a seguir: As expressões da saída: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Tecla E8 ou (OR) tecla E9 Teclas: E4 OR E9 OR E9 OR E9 Teclas: E2 OR E3 OR E6 OR E7 Teclas: E1 OR E3 OR E5 OR E7 OR E9

21 Exemplo de Aplicação: Codificador Decimal - BCD
Circuito lógico do Codificador Decimal- BCD:

22 Decodificadores

23 Decodificadores Os decodificadores são circuitos lógicos que convertem informações de um código para outro. Uma das maiores aplicações dos decodificadores está na conversão de informações de um código para o acionamento de displays, de forma que os algarismos ou letras codificadas digitalmente sejam mais compreensíveis aos usuários. Código Binário de Entrada Código Binário de Saída DECODIFICADOR

24 Exemplo de Aplicação: Decodificador BCD – 7 Segmentos
O Display de 7 segmentos é um conjunto de LED’s (luzes)

25 Exemplo de Aplicação: Decodificador BCD – 7 Segmentos
Este mesmo raciocínio deve ser feito para todos os demais algarismos do código BCD, levando-se em conta que neste código não existem algarismos maiores que 9 e que, portanto as saídas da tabela verdade podem ser consideradas irrelevantes. Entradas Saídas

26 Exemplo de Aplicação: Decodificador BCD – 7 Segmentos
Expressões simplificando com o mapa de Karnaugh a=D+B+C’A’+CA b= C’+B’A’+BA c=C+B’+A d=D+C’A’+C’B+BA’+CB’A e=C’A’+BA’ f=D+B’A’+CB’+CA’ g=D+CB’+CA’+C’B

27 Exemplo de Aplicação: Decodificador BCD – 7 Segmentos
Finalmente, com as expressões pode-se implementar o circuito lógico deste decodificador como mostra a Figura a seguir:

28 Execícios Faça um circuito com quatro entradas a3, a2, a1, a0 e três saídas X5, X9 e X13 tais que cada uma delas identifique a entrada dos números 5, 9 e 13, respectivamente, por meio de um sinal de nível alto. 𝑋 5 = 𝑎 3 𝑎 2 𝑎 1 𝑎 0 𝑋 9 = 𝑎 3 𝑎 2 𝑎 1 𝑎 0 𝑋 13 = 𝑎 3 𝑎 2 𝑎 1 𝑎 0

29 Execícios Faça um circuito com quatro entradas a3, a2, a1, a0 e três saídas X5, X9 e X13 tais que cada uma delas identifique a entrada dos números 5, 9 e 13, respectivamente, por meio de um sinal de nível alto.

30 Exercícios Construir o decodificador BCD-7 segmentos no software estudado na aula passada. Utilizar as portas lógicas AND e OR conforme visto.


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