experimento DECODIFICADOR BCD PARA UM DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO
CURSO DE BACHARELADO INTERDISCIPLINAR EM CIÊNCIA E TECNOLOGIA
LABORATÓRIO DE CIRCUITOS DIGITAIS/ TURMA 01
Experimento I
DECODIFICADOR BCD PARA UM DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
 Daniel Tavares de Souza – 2018006886
São Luís - MA
05 de Julho de 2021
Introdução
Displays de LED de 7 segmentos
Displays de LED de 7 segmentos foram largamente utilizados como elementos de comunicação visual em painéis, instrumentos etc.  A vantagem de se utilizar esse tipo de componente é que a disposição dos segmentos de LEDs, os tamanhos dos displays e a disposição e numeração dos pinos é na sua maioria padronizada, permitindo assim que se utilize displays de múltiplos fabricantes, sem prejuízos. São intercambiáveis.
Na Figura 1, notamos um exemplo típico de display de 7 segmentos e as peculiaridades de sua arquitetura interna. Com os sete segmentos de LED é possível representar números de 0 a 9 e algumas letras rudimentares.
 Figura 1: Display de 7 segmentos com detalhes internos e simulação de operação.
Note que os segmentos são identificados por letras de “a” a “g” e o ponto decimal como “dp”. A organização interna dos displays de 7 segmentos pode ser na forma de catodo comum, ou anodo comum, conforme ilustrado na Figura 1. Essa arquitetura facilita o projeto dos circuitos de acionamento desses displays. Os detalhes desses circuitos serão mostrados mais adiante. Para formar um dígito é necessário acender os segmentos correspondentes.
Materiais utilizados
- Software Logisim
Procedimentos experimentais
Primeiramente, no programa Logisim, abrimos a função de análise de circuito, para assim colocar as entradas - que são “A”, “B” e “C” - que queremos que tenha o circuito, as saídas de “a” à “g”, e também colocamos as expressões que queremos que o circuito resulte, na tabela verdade, para que no display apareça o número que queremos quando colocarmos certa entrada.
Figura 2: tabela verdade no programa Logisim.
Após a criação da tabela verdade, o programa cria as expressões algébricas mínimas e os mapas de Karnaugh para cada saída presente no circuito. Por exemplo, na figura abaixo, temos a expressão minimizada da saída “a”.
 
Figura 3: mapa de Karnaugh no programa Logisim.
Logo após obtermos a tabela verdade e suas expressões simplificadas, cria-se o circuito combinacional com portas lógicas AND, OR a NOT, porém, sem que a saída esteja ligada a algo. Logo, acrescentamos o display de 7 segmentos que cada entrada é ligada a saída que do circuito combinacional que representa uma parte do display.
Figura 4: circuito combinacional com display de 7 segmentos representando o número 0.
Como podemos perceber na imagem acima, quando as entradas “A”, “B” e “C” estão em BAIXO, ou seja, são 0, a saídas de “a” a “f” serão 1, enquanto apenas “g” será 0, e assim, o display retornará 0 que é o primeiro número dos cinco últimos da matrícula, na qual é 2018006886. 
Quando colocarmos a entrada “C” em ALTO, formando o número binário 001, apenas a saída “b” será 0, para que no display possa se formar o número 6, que é o segundo número dos cinco últimos da matrícula.
 
Figura 5: circuito combinacional com display de 7 segmentos representando o número 6.
Ademais, seguindo a tabela verdade, quando colocarmos apenas a entrada “B”, formando o número binário 010, todas as saídas estarão em ALTO, e o número apresentado no display será 8.
Figura 6: circuito combinacional com display de 7 segmentos representando o número 8.
Logo, quando “B” e “C” estiverem em ALTO, formando 011, como no número binário anterior, todas as saídas estarão em ALTO, assim, formando o número 8 no display, que é o quarto número dos cinco últimos da matrícula.
Figura 7: circuito combinacional com display de 7 segmentos representando o número 8.
Enfim, no quinto e último número da matrícula, apenas “A” estará em ALTO, formando 100, e apenas a saída “b” será 0. Assim, o número que aparecerá no display será 6.
Figura 8: circuito combinacional com display de 7 segmentos representando o número 6.
Além disso, quando colocamos qualquer outro valor binário nas entradas, todas as saídas retornam 0 e o Display é desligado, como podemos ver na figura abaixo:
Figura 9: circuito combinacional com display de 7 segmentos apagado.
Referências
THIAGO LIMA. Site: Embarcados, 2014. Disponível em: https://www.embarcados.com.br/displays_led_7_segmentos/. Acesso em: 3 de Julho de 2021.
FLOYD, Thomas. Sistemas Digitais: Fundamentos e Aplicações. 9° Edição. Bookman.