AULA 14 - Eletrônica Digital 1 - Graduação
Codificadores
Como o próprio nome diz, são circuitos que “traduzem” o código binário utilizado nas portas lógicas, para outras “linguagens”, ou códigos.
Os CODIFICADORES traduzem códigos para numeração binária.
Os DECODIFICADORES fazem o inverso: “traduzem” o código binário para outro tipo de código.
Normalmente são utilizados para apresentar os valores (binários) em uma forma que O USUÁRIO possa compreender, e vice-versa.
Também são usados para adaptar diferentes códigos usados em um circuito, para linguagens, protocolos ou códigos que outros circuitos e dispositivos utilizem.
Existem dezenas de codificadores e decodificadores comerciais.
Os mais comuns são:
- BCD (8421)
- Excesso 3
- Gray
- 2 entre 5
- Johnson
- Octal
- Hexadecimal
- Binário (BCH)
- Decimal
- ASCII
- Paridade
- etc
Codificador BCD
"Binary-Coded Decimal", ou seja, decimal codificado em binário.
Não se trata de converter um número decimal para a base binária, mas sim que, cada um dos 10 dígitos decimais (0 a 9) vão ser codificados em seus correspondentes binários, para compor os números na base decimal!!!
Note que, apesar de termos 9 entradas, não temos as 2^9 = 512 linhas na TV, porque cada uma das 9 entradas só pode ser ativada uma de cada vez = 9 estados + nenhuma entrada ativada = 10 linhas!
As entradas inválidas, então, não vão resultar em saídas válidas => IRRELEVANTES (X)!
Para efeitos de projeto de circuito, é necessário utilizar todas as linhas, então os estados irrelevantes são marcados como X na TV e no MK, e assumidos como “0”, ou “1”, o que for mais conveniente.
Para exemplificar, vamos ver o caso do codificador BCD 3x2, cujo circuito é muito mais simples:
Codificadores BCD 8421 comerciais mais utilizados:
Codificadores permitem chaveamento de muitas entradas, em pouquíssimas saídas.
Ex: teclado de computador que tem 105 teclas > codificadas em apenas 7 fios/vias (permite até 128 entradas!!!)
Código Excesso 3
Transformação do número decimal no binário correspondente, somando-se 3 unidades
010 = 0000 somando-se 3 temos 0011
Código Gray
De um número a outro, apenas um bit varia
Codificador Gray para Binário
Converte palavra de 4 bits em código Gray para binário simples:
Decodificadores
Executam a função oposta a dos codificadores.
Permitem traduzir o código binário para outros códigos que homens ou máquinas compreendam.
Exemplo:
DECODIFICADORES DE n PARA 2^n LINHAS
“Aciona”, “ativa”, apenas uma das saídas, dependendo da entrada binária (ativo baixo):
Valor binário de 2 bits na entrada coloca em nível baixo apenas uma das 4 saídas (74139):
DECODIFICADOR BCD de 7 segmentos
Converte entrada BCD para acionar mostrador de 7 segmentos (led´s ou cristal líquido). Cada segmento é um led utilizado para formar os dígitos:
As correntes nos segmentos variam tipicamente entre 10 e 50 mA → consumo máximo com o dígito oito (todos os segmentos acesos) 400 mA por dígito.
Displays LCD são muito mais caros, porém nestes o consumo é muito menor.
Modelos comerciais:
TTL:
- 7446,
- 7447,
- 7448,
- 7449,
- 74142,
- etc
CMOS: 4511
Multiplexadores e Demultiplexadores
No nosso dia a dia lidamos com vários sistemas que utilizam multiplexadores e demultiplexadores, o mais comum deles e o aparelho de som de nossa residência, em uma chave seletora, selecionamos qual fonte sonora a qual utilizaremos (Vinil, CD, Tape, Radio, MD, etc.).
A chave seletora então especifica qual o canal de comunicação que será utilizado, conhecida também como via de dados, e assim, esta informação será amplificada e transmitida para os auto-falantes. Assim de uma maneira geral, o MUX, seleciona um entre vários sinais de entrada e o envia para a saída.
Um multiplexador digital ou seletor de dados é um circuito lógico que aceita diversos dados digitais de entrada e seleciona um deles, em um certo instante, para a saída. O roteamento do sinal de entrada desejado para a saída é controlado pelas entradas de SELEÇÃO (conhecidas também como ENDEREÇOS).
O multiplexador atua como uma chave digital controlada de várias posições, onde o código digital
aplicado nas entradas de SELEÇÃO controla qual será a entrada de dados chaveada para a saída.
Por exemplo, a saída será igual à entrada de dados I0 para um determinado código de SELEÇÃO; e
assim será igual a I1 para um outro determinado código de SELEÇÃO ; e assim por diante. Em outras
palavras, um multiplexador seleciona 1 entre N dados de entrada e transmite o dado selecionado para
um único canal de saída. Isto é chamado de multiplexação.
Uma outra aplicação para um multiplexador seria utilizá-lo como um conversor paralelo-série um vez que o seu princípio de funcionamento se adequa a tal finalidade.
Um multiplexador recebe várias entradas e transmite uma delas para a saída.
Um demultiplexador (DEMUX) realiza a operação inversa: ele recebe uma única entrada e a distribui por várias saídas.
Assim como no multiplexador, o código de SELEÇÃO de entrada determina para qual saída a entrada
de DADOS será transmitida. Em outras palavras,o demultiplexador recebe uma fonte de dados e
seletivamente a distribui para 1 entre N saídas, como se fosse uma chave de varias posições.
As aplicações desses dispositivos são inúmeras, desde de telecomunicações, sistemas de segurança, computacionais até sistemas mais complexos.