AULA09 Codificadores e Decodificadores

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Codificadores	e	Decodificadores	
CÓDIGOS	NUMÉRICOS	
Introdução	
Códigos	Numéricos	
•  A	 eletrônica	 digital	 trabalha	 com	 diversos	
códigos	 de	 acordo	 com	 necess idades	
específicas.		
•  Códigos	 numéricos	 são	 códigos	 que	 trabalham	
unicamente	 com	 valores	 numéricos	 em	 sua	
composição.	
Fonte:	h)ps://pt.wikibooks.org/wiki/Eletr%C3%B4nica_Digital/C%C3%B3digos_Num%C3%A9ricos	
Código	9876543210	
•  O	 código	 9876543210	 é	 um	
código	 binário	 que	 converte	
cada	 dígito	 decimal	 em	 um	
conjunto	de	10	bits,	onde	o	valor	
1 	 a s s u m e 	 a 	 p o s i ç ã o	
correspondente	 ao	 número	
dec ima l ,	 e	 o	 res tante	 é	
completado	com	o	valor	0.	
Código	BCD	8421	
•  O	código	BCD	8421	(de	Binary-
coded	 decimal	 8421)	 é	 um	
sistema	 de	 codificação	 de	
números	 decimais	 em	 binários	
de	quatro	bits.		
•  O s	 v a l o r e s	 8 4 2 1 	 s ã o	
respecVvamente	 os	 valores	 de	
2	 elevado	 ao	 valor	 de	 sua	
posição	(3,2,1,0).		
•  Este	 código	 assume	 apenas	 10	
dígitos,	variando	de	0	a	9.	
OBS:	Existem	diversos	códigos	BCDs	que	assumem	valores	diferentes	de	acordo	com	alguma	variação	
em	seu	cálculo.	Entre	eles	podemos	destacar	o	BCD	7421,	BCD	2421	e	o	BCD	5211.	
Código	de	Excesso	3	
•  Código	Excesso-3	(XS-3)	é	um	
código	 binário	 decimal,	
chamado	 também	 de	 código	
de	 Excesso-N,	 que	 segue	 o	
m e s m o	 p r í n c i p i o	 d e	
c on ve r s ão	 do	 núme ro	
d e c ima l	 p a r a	 b i n á r i o ,	
incrementando	 3	 unidades	
ao	resultado	binário.	
Exemplo:	Para	convertermos	um	número	como	127,	em	decimal,	para	o	
código	de	Excesso	3	uVlizamos	(0100,	0101,	1010).	
Código	BCD	8421	e	Código	de	Excesso	3	
Código	Gray	
•  O	código	Gray	é	um	sistema	de	código	binário	
onde	 de	 um	 número	 para	 outro	 apenas	 um	
bit	varia.		
•  Este	sistema	de	codificação	surgiu	quando	os	
circuitos	 lógicos	 digitais	 se	 realizavam	 com	
vá l vu la s	 te rmo iôn i cas	 (ou	 vá l vu la s	
eletrônicas)	e	disposiVvos	eletromecânicos.		
Código	Gray	
•  Os	 contadores	 necessitavam	 de	 potências	
muito	 elevadas	 e	 geravam	 ruído	 quando	
vários	bits	modificavam-se	simultaneamente.		
•  O	uso	do	 código	Gray	 garanVu	que	qualquer	
mudança	varia	apenas	um	bit.	Dessa	forma	os	
problemas	 de	 ruído	 e	 potência	 foram	
reduzidos.	
Código	Gray	
•  A	aplicação	mais	comum	do	código	Gray	é	nos	
codificadores	 de	 rotação	 de	 eixo,	 como	 na	
figura	abaixo.	
•  Esses	 disposiVvos	 produzem	 um	 valor	 binário	
que	representa	a	posição	de	um	eixo	mecânico	
em	rotação.	
•  Um	 codificador	 de	 rotação	 práVco	 usaria	mais	
do	que	três	bits	e	dividiria	a	rotação	em	mais	do	
que	oito	segmentos,	de	modo	a	poder	detectar	
incrementos	de	rotação	muito	menores.	
Código	de	5	Bits	
	
Código	de	5	Bits	
	
CODIFICADORES	E	DECODIFICADORES	
Introdução	
Codificadores	e	Decodificadores	
Codificadores	e	Decodificadores	
Codificador	Decimal/Binário	
•  Vamos	 elaborar	 um	 codificador	 para	 transformar	 um	 código	 decimal	 em	
binário	(BCD8421).		
•  A	entrada	do	 código	decimal	 vai	 ser	 feita	 através	 de	 um	 conjunto	de	 chaves	
numeradas	de	0	a	9	e	a	saída	por	4	fios,	para	fornecer	um	código	binário	de	4	
bits,	correspondente	à	chave	acionada.	
•  A	figura	abaixo	mostra	a	estrutura	geral	deste	sistema,	sendo	convencionado	
que	 	 a	 chave	 fechada	 equivale	 a	 nível	 0	 e	 um	 terminal	 de	 entrada	 em	 vazio	
(chave	aberta)	é	equivalente	a	nível	lógico	1.	
Codificador	Decimal/
Binário	
(BCD8421)	
•  A	 sigla	 BCD	 representa	 as	 iniciais	 de	 Binary	 Coded	
Decimal	(codificação	decimal	em	binário).	
•  Os	termos	seguintes	(8421)	significam	os	valores	dos	
algorismos	 num	 dado	 número	 binário,	 que	
representam	respecVvamente:	23,	22,	21	e	20.		
•  A	formação	deste	código	é	vista	na	tabela	ao	lado:	
Codificador	Decimal/Binário	
Codificador	Decimal/Binário	
Decodificador	Binário/Decimal	
A	estrutura	geral	deste	decodificador	é	vista	na	figura	abaixo:	
•  Este	 código	 de	 10	 bits	 foi	 bastante	 uVlizado	 na	 época	 em	 que	 os	 sistemas	 mostradores	 de	
algarismos	eram	válvulas	eletrônicas.	
•  Notamos	 no	 código,	 que	 em	10	 saídas	 somente	 uma	 vale	 1	 em	 cada	 caso,	 acendendo	 assim	o	
algarismo	correspondente.	
•  A	formação	deste	código	é	vista	na	tabela	abaixo:	
Decodificador	Binário/Decimal	
(Código	9876543210)	
Decodificador	Binário/Decimal	
Decodificador	Binário/Decimal	
Os	diagramas	abaixo	mostram	todas	as	saídas	do	decodificador	 (S9	a	S0)	e	suas	respecVvas	
simplificações.	
	
Decodificador	Binário/Decimal	
Decodificador	Binário/Decimal	
A	 parVr	 das	 expressões	 simplificadas,	 obtemos	 o	 circuito	 do	
decodificador.		
Decodificador	
Binário/
Decimal	
PROJETO	DE	DECODIFICADORES	
Projeto	de	Decodificadores	
	
?	BCD	8421	 Excesso	3	
Decodificador		
Projeto	de	Decodificadores	
	
Projeto	de	Decodificadores	
	
Projeto	de	Decodificadores	
	O	Circuito	decodificador,	obVdo	a	parVr	das	expressões,	é	visto	na	figura	abaixo:	
Decodificador	BCD	para	
Excesso	3	
Projeto	de	Decodificadores	
(Exercício)	
	Elabore	 um	 decodificador	
inverso ,	 ou	 se ja ,	 que	
transforme	o	código	Excesso	
3	para	BCD	8421.	
?	Excesso	3	 BCD	8421	
Decodificador		
Decodificador	para	Display	de	7	
Segmentos		
	
5.18	
Decodificador	para	Display	de	7	
Segmentos		
	
Display	de	7	Segmentos		
	
Display	de	7	Segmentos		
	
0	 0	 0	 0	 0	 0	 0	
1	 1	 1	 1	 1	 1	 1	
Projeto	de	Decodificadores	
	Elaborar	um	decodificador	para	a	parVr	de	um	código	binário	(BCD	
8421)	escrever	a	sequência	de	0	a	9	em	um	display	de	7	segmentos	
catodo	comum.	
O	Esquema	geral	deste	decodificador	é	visto	na	figura	abaixo:	
Para	efetuar	o	projeto	deste	decodificador,	devemos	verificar	em	
cada	caractere	os	seguimentos	que	devem	ser	acesos	e	atribuir	o	
nível	 1	 (no	 caso	 do	 catodo	 comum),	 em	 função	 da	 respecVva	
entrada	no	código	binário.			
Display	de	7	Segmentos		
	
Projeto	de	
Decodificadores	
	A	tabela	a	seguir	apresenta	a	sequência	
de	 caracteres,	 o	 respecVvo	 código	 de	
entrada	 e	 os	 níveis	 aplicados	 em	 cada	
segmento	para	que	tal	ocorra.	
Projeto	de	Decodificadores	
	Para	fins	de	simplificação,	vamos	considerar	os	casos	fora	da	sequência	
como	irrelevantes.	Transpondo	as	saídas	para	os	diagramas,	temos:	
Projeto	de	Decodificadores	
	
Projeto	de	Decodificadores	
	
O	Circuito	do	decodificador	BCD	8421	para	display	de	7	segmentos	
obVdo,	é	visto	no	próximo	slide.	
Decodificador	BCD8421/	7	segmentos	
catodo	comum.	
Projeto	de	
Decodificadores	
	
Projeto	de	Decodificadores	
	
Projeto	de	Decodificadores	
	
Exercícios	
	1)	Elabore	um	decodificador	BCD	8421	para	2	entre	5		
Exercícios	
	2)	 Elabore	 um	 decodificador	 que	
transforme	 do	 código	 Gray	 para	 o	
sistema	binário	comum.	
Exercícios	
	3)	Projete	um	decodificador	para,	a	parVr	de	um	código	binário,	escrever	a	
sequência	da	figura	abaixo	em	um	display	de	7	segmentos	catodo	comum.	
•  Elementos de Eletrônica Digital 
–  Ivan V. Idoeta 
–  Francisco G. Capuano 
•  Sistemas Digitais – princípios e aplicações 
–  Ronald J. Tocci, Neal S. Widmer e Gregory L. Moss 
Bibliografias