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PUCRS – Faculdade de Engenharia Elétrica – Departamento de Engenharia Elétrica

Eletrônica DigitalCap. I por F.C.C. De Castro

Capítulo I Circuitos Digitais Combinacionais

1 Introdução

Vimos no Capítulo I que uma desejada função lógica pode ser implementada mediante a combinação de portas lógicas. Esta combinação de portas lógicas objetivando atender um mapeamento ()!,,BAfY= é denominada de

Circuito Digital. Neste Capítulo estudaremos circuitos digitais que visam solucionar problemas específicos e comuns em Eletrônica Digital.

2 Decodificadores para Display de 7 Segmentos

•••• Um display de 7 segmentos mostra ao usuário de um sistema digital um algarismo decimal de 0 a 9, conforme mostram as Figuras 1, 2 e 3.

Figura 1: Formato de um display de 7 segmentos mostrando a localização dos segmentos a, b, c, d, e, f, g.

Figura 2: Algarismos decimais possíveis de serem formados mediante o acionamento combinado dos segmentos a, b, c, d, e, f, g.

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Figura 3: Acionamento dos segmentos a, b, c, d, e, f, g. Cada segmento é um LED (Light Emitter Diode), que emite luz quando o diodo é percorrido por uma corrente direta (mA 1a mA 50). (a) display de anodo comum. (b) display de catodo comum.

•••• Um display de 7 segmentos alternativo é o denominado LCD (Liquid

Crystal Display), largamente utilizado em relógios digitais de pulso. A Figura 4 mostra a técnica de acionamento dos segmentos a, b, c, d, e, f, g de um LCD.

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Figura 4: Acionamento dos segmentos a, b, c, d, e, f, g de um LCD. Um segmento é acionado por uma onda quadrada com freqüência entre 30 a 60Hz aplicada entre o segmento e uma superfície comum a todos os segmentos denominada backplane. Quando a onda quadrada (signal source) é aplicada ao segmento através do controle exercido pela porta XOR, o segmento assim ativado deixa de refletir a luz incidente, alterando sua tonalidade para um cinza escuro.

•••• A Tabela 1 mostra os algarismos decimais resultantes do acionamento combinado dos segmentos a, b, c, d, e, f, g:

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Tabela 1: Algarismos decimais resultantes do acionamento combinado dos segmentos a, b, c, d, e, f, g. Ver Figura 1.

•••• Um Decodificador para Display de 7 Segmentos é um circuito digital formado por portas lógicas que, ao receber uma palavra binária de 4 bits representativa do algarismo decimal a ser mostrado, aciona os segmentos correspondente no display, conforme mostram a Figuras 5 e a Tabela 2.

Figura 5: Interligação de um Decodificador para Display de 7 Segmentos com o Display.

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Tabela 2: Tabela Verdade de um Decodificador para Display de 7 Segmentos.

⇒⇒⇒⇒ Observe que a coluna 1 da Tabela 2 representa o número decimal correspondente à palavra binária respectiva na coluna 2 da tabela através da

•••• Um Decodificador para Display de 7 Segmentos é um Circuito Integrado que contém as combinações de portas lógicas necessárias e otimizadas para a implementação do conjunto de Expressões Booleanas definidas pela Tabela 2.

•••• Por exemplo, da Tabela 2 verificamos que a Expressão Booleana para o segmento a é:

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Booleana minimizada resulta em ACACBDa+++=.

Figura 6: Mapa K para a lógica de acionamento do segmento a. A Expressão •••• E cujo circuito lógico resultante é:

Figura 7: Circuito lógico para acionamento do segmento a. A Expressão Booleana implementada é ACACBDa +++=.

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•••• Exercício Proposto: Determine o circuito lógico completo para o acionamento dos segmentos a, b, c, d, e, f, g. Caso, após a minimização individual das expressões booleanas para cada segmento, as funções lógicas resultantes para o acionamento de dois ou mais segmentos compartilharem termos comuns, faça a minimização adicional aproveitando o compartilhamento entre os termos.

Figura 8: Circuitos Integrados TTL comercialmente disponíveis para a implementação da função de Decodificador para Display de 7 Segmentos. (a) 7446 – decodificador para display de anodo comum. (b) 7448 – decodificador para display de catodo comum.

3 Decodificadores BCD-para-Decimal

•••• BCD é a abreviação para Decimal Codificado em Binário (Binary Coded Decimal).

binária de 4 bits (Nibble) no formato 0123bbbbatravés da relação:

•••• O código BCD expressa cada dígito de um número decimal por uma palavra

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Nibble

Tabela 3: Tabela para conversão de um Nibble em um Número Decimal. A

•••• As entradas DCBA de um Decodificador para Display de 7 Segmentos (ver Seção 1) constituem um exemplo de informação binária codificada em BCD.

•••• Por exemplo, o número decimal 8963 codificado em BCD resulta em (ver Tabela 3):

•••• Por outro lado, o número binário 010101111000 codificado em BCD, quando convertido para decimal resulta em

•••• A Figura 9 mostra o diagrama interno de um Decodificador BCD-para- Decimal.

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