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 (como as famosas rotinas TDMA e CDMA), sistemas de segurança, computacionais até sistemas mais complexos.
Para todas as essas aplicações os dois dispositivos devem ser previamente sincronizados para que as entradas serem as mesmas nas saídas.
MUX 4x1
MUX 8x1
Modelos comerciais
TTL 74151 - MUX de 16 canais
TTL 74153 - dual MUX de 4 canais
DEMUX 1x4
DEMUX 1x8
Modelos comerciais
TTL 74138 - DEMUX de 8 canais
TTL 74139 - dual DEMUX de 4 canais
Associação de MUX/DEMUX
Os mux e demux são modulares, isto é, permitem associações que aumentam o número de canais.
Exemplo: PROBLEMA: Construir um MUX de 4 canais a partir de MUX de 2 canais.
- Quantos MUX de 2 canais seriam necessários?
- Como interligá-los?
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