AulaPratica07Decodificadores

CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA INSTITUTO POLITÉCNICO

Laboratório de Sistemas Digitais

Professores: Breno Arêdes e Hugo Michel

AULA PRÁTICA 07

DECODIFICADOR COMERCIAL CI 74138 DECODIFICADOR BCD PARA DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

Objetivos:

Apresentar o funcionamento do decodificador comercial CI 74138.

Apresentar o funcionamento de um display de 7 segmentos, assim como a sua

utilização por meio de decodificadores BCD.

Desenvolver um circuito lógico combinacional de um decodificador BCD-7S.

1. INTRODUÇÃO TEÓRICA

1.1. DECODIFICADOR COMERCIAL - 74138

O principal decodificador comercial é o circuito integrado da família TTL

conhecido pelo código de identificação como 74138. A Tabela 7.1 apresenta o

descritivo funcional deste circuito.

Tabele 7.1. Tabela-verdade do decodificador 74138.

Este é um decodificador 3x8 linhas, que pode ser cascateado para produzir

decodificadores de maior capacidade, para isso utilizam-se as entradas de habilitação

do 74138.




Como exemplo tem-se dois circuitos integrados 74138 interligados para

construir um decodificador 4x16.

Figura 7.1. Expansão de decodificadores utilizando o CI 74138.

Note que quando E4 = 0, o primeiro 74138 é habilitado e quando E4 = 1, o

segundo 74138 é habilitado. Note também que, aumentando a capacidade do

decodificador para 16 saídas, são necessárias 4 entradas para endereçá-las

separadamente.

Se, por exemplo, E4 E3 E2 E1 = 1000, o primeiro circuito integrado estará

desabilitado e, portanto todas as suas saídas estarão em nível lógico 1. O segundo

circuito integrado estará habilitado e endereçará a saída Y0, que então estará em

nível lógico zero. Portanto, no conjunto, a saída endereçada será a saída S08.




1.2. DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

Os displays de 7 segmentos se tornaram viáveis com o surgimento e a

disponibilidade crescente dos LED’s (Light-Emitting Diode) no mercado. O LED é um

semicondutor similar o diodo, diferenciado-se no valor da queda de tensão de sua

barreira de depleção (cerca de + ou – 1,6V) e no fato de que a sua junção, quando

polarizada, emite uma luz monocromática. A Figura 7.2 apresenta o diagrama

eletrônico atualmente utilizado para representar o LED:

Figura 7.2. Diagrama eletrônico de um LED.

Mais informações sobre o funcionamento e utilização dos LED’s podem ser

encontradas em (How Stuffs Works, 2008). Um display de 7 segmentos nada mais é

do que um arranjo de LED’s como mostrado na Figura 7.3.

Figura 7.3. Display de 7 segmentos.

Existem dois tipos de display de 7 segmentos no que se refere à forma de

ligação destes. Tem-se o Catodo comum e o Anodo comum. A Figura 7.4 mostra os

dois tipos:

Catodo Anodo

a

b

c

d

e

f g




a b c d e f g a b c d e f g

VCC

(a) (b)

Figura 7.4. (a) Display de 7 segmentos catodo comum (b) Display de 7

segmentos anodo comum.

Pela Figura 8.4, percebe-se que as duas formas de ligação dos displays implicam

na forma como os LEDs deverão ser acesos. No caso do tipo catodo comum, tem-se

que para o acendimento dos LEDs os terminais a-g deverão estar em nível lógico alto.

Já no caso catodo comum, os teminais a-g deverão estar em nível lógico baixo.

1.3. DECODIFICADOR BCD

Ao longo da história dos sistemas digitais e, conseqüentemente, da computação

digital, vários padrões de codificação foram desenvolvidos para caracterizar uma

“palavra” binária, e.g., uma letra possui 8 bits, i.e., um caractere de determinado

idioma (e.g., o português). Atualmente, o padrão mais utilizado é o ASCII (American

Standard Code for Information Interchange) em sua versão expandida. Trata-se de

um padrão de codificação de 8 bits, i.e., com até 256 caracteres diferentes.

De forma mais simples, o código BCD, determina até 16 caracteres (4 bits)

diferentes, sendo os dez primeiros os números de 0 a 9, os seis caracteres restantes

ficam a mercê do projetista. É usual termos tais caracteres representando as letras A,

B, C, D, E e F, caracterizando a base numérica hexadecimal.




2. MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

- Computador com o Software EWB instalado.

- Folhas de especificações de CI’s;

- Circuitos Integrados;

- 01 Maleta Minipa Eletrônica Digital e Analógica;

- Protoboard, fios e cabos;

3. PROCEDIMENTOS PRÁTICOS

PP1. Utilizar o kit Minipa para verificar o funcionamento do CI 74138. Explicar seu

funcionamento utilizando a tabela verdade.

PP2. Construir um decodificador de 4 bits do código BCD para o código 7 segmentos.

A figura a seguir apresenta os números de 0 a 9 em um display de 7 segmentos.

Realizar o desenvolvimento do projeto utilizando os procedimentos a seguir:

a) Desenvolver a Tabela Verdade (TV).

b) Desenvolver os Mapas K para as saída a, b, c, d, e, f, g para determinar as

expressões simplificadas.

c) Implementar o circuito lógico no EWB a partir das expressões obtidas.




4. CONCLUSÕES E DISCUSSÕES

Comente pelo menos um dos objetivos propostos para esta prática.

5. SUGESTÕES

Há alguma sugestão para melhoria desta esta prática?

6. REFERÊNCIAS

TOCCI, R. J.; WIDMER, N. S. Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações. 10°.

Edição. Editora Pearson, São Paulo, SP, 2000.

GARCIA, P. A.; MARTINI, J. S. C. Eletrônica Digital: Teoria e Laboratório. 1ª.

Edição. Editora Érica, São Paulo, SP, 2006.

BRAGA, A. P.; PARMA, G. G. Notas de Aulas Práticas do Curso de Laboratório de

Sistemas Digitais, Escola de Engenharia, UFMG. 2006.

How Stuffs Works (2008): website http://electronics.howstuffworks.com/led1.htm,

acessado em outubro de 2008.

ASCII Table (2008): website http://www.asciitable.com/, acessado em outubro de

2008.

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