Aula 06 Codificadores e Decodificadores

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Codificadores e DecodificadoresCodificadores e Decodificadores
Nikolas Libert
Aula 6
Eletrônica Digital ET52C
Tecnologia em Automação Industrial
DAELT ● Nikolas Libert ● 2
Codificadores e Decodificadores
Codificadores e Decodificadores
 Uma mesma informação pode ser representada de 
formas diferentes.
– Exemplo: Um número negativo pode ser armazenado 
na notação sinal-módulo ou complemento de 2.
 Muitas vezes é necessária a conversão entre as 
diversas representações possíveis de um dado.
– Para isso são utilizados os circuitos codificadores e 
decodificadores.
DAELT ● Nikolas Libert ● 3
Codificadores e Decodificadores
 Codificadores:
– Circuitos combinacionais.
– Recebem uma variável digital (de 1 ou mais bits) como 
parâmetro de entrada.
– Fornecem na saída a mesma variável de entrada 
representada de forma diferente.
 Exemplo:
– Codificador decimal binário.
0: 0b00001
1: 0b00010
2: 0b00100
3: 0b01000
4: 0b10000
Codificação DecimalCodificação Binária
0: 0b000
1: 0b001
2: 0b010
3: 0b011
4: 0b100
DAELT ● Nikolas Libert ● 4
Codificadores e Decodificadores
 Exemplo
– Codificador decimal binário
1 2 3
4 5 6
7 8 9
0
3
 0b0011 
Ao pressionar uma tecla deve haver uma 
conversão de decimal para binário. O 
processador da calculadora opera com 
número binários.
CodificadorEn
tr
ad
a
Saída
Decimal Binário
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 0
3 0 0 1 1
4 0 1 0 0
5 0 1 0 1
6 0 1 1 0
7 0 1 1 1
8 1 0 0 0
9 1 0 0 1
10 entradas x 4 saídas
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Codificadores e Decodificadores
1 2 3
4 5 6
7 8 9
0
Codificador
X
Processador
Aritmético
Decodificador
Y
Decimal Binário Binário 7 segmentos
 O decodificador converte o sinal do processador para 
um formado compatível com o visor de 7 segmentos.
 A definição de codificador ou decodificador depende 
apenas do ponto de vista. Para o processador, o 
elemento Y é um codificador. Para o visor, Y poderia 
ser considerado um decodificador.
DAELT ● Nikolas Libert ● 6
Codificador Decimal/BCD8421
Codificador Decimal/BCD8421
BCD=”Binary Coded Decimal”
Codificador
Decimal /
BCD
E9
E8
E7
E5
E6
E4
E3
E2
E1
E0
S3
S2
S1
S0
1 0
Entrada Saída
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
DAELT ● Nikolas Libert ● 7
Codificador Decimal/BCD8421
Entrada Saída
9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1
0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
 Obtenção da função que representa a saída
– Cada saída é analisada separadamente
Saída 3:
S3 = E8+E9
Saída 2:
S2 = E4+E5+E6+E7
Saída 1:
S1 = E2+E3+E6+E7
Saída 0:
S0 = E1+E3+E5+E7+E9
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Codificador Decimal/BCD8421
 Implementação do circuito digital S3 = E8+E9
S2 = E4+E5+E6+E7
S1 = E2+E3+E6+E7
S0 = E1+E3+E5+E7+E9
E9 E8 E7 E6 E5 E4 E3 E2 E1 E0
S3
S2
S1
S0
DAELT ● Nikolas Libert ● 9
Codificador Decimal/BCD8421
 CI Dedicado
– 74LS147.
– Possui lógica mais completa.
– Se mais de uma entrada for ativada simultaneamente, 
retorna o código para a entrada mais alta.
DAELT ● Nikolas Libert ● 10
Decodificador BCD8421/Decimal
Decodificador BCD8421/Decimal
Decodificador
BCD /
Decimal
S9
S8
S7
S5
S6
S4
S3
S2
S1
S0
E3
E2
E1
E0
Entrada Saída
3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
DAELT ● Nikolas Libert ● 11
Decodificador BCD8421/Decimal
 Obtenção da função que representa a saída
– Cada saída é analisada por mapa de Karnaugh
Saída 9:Entrada Saída
3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
C C
0
0
0 0 0
0 0 0
X
0
X X X
1 X X
A
A
B
B
B
D D D
A B C D
A codificação BCD só é definida 
de 0 a 9. Outros valores são 
irrelevantes (X) para o mapa de 
Karnaugh.
S9 = AD
S9 = E3.E0
DAELT ● Nikolas Libert ● 12
Decodificador BCD8421/Decimal
Saída 8:
Entrada Saída
3 2 1 0 8 7 6 5
0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 1 1 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 1
0 1 1 0 0 0 1 0
0 1 1 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0 0
C C
0
0
0 0 0
0 0 0
X
1
X X X
0 X X
A
A
B
B
B
D D D
A B C D
S8 = E3.E0
Saída 7:
C C
0
0
0 0 0
0 1 0
X
0
X X X
0 X X
A
A
B
B
B
D D D
S7 = E2.E1.E0
Saída 6:
C C
0
0
0 0 0
0 0 1
X
0
X X X
0 X X
A
A
B
B
B
D D D
S6 = E2.E1.E0
Saída 5:
C C
0
0
0 0 0
1 0 0
X
0
X X X
0 X X
A
A
B
B
B
D D D
S5 = E2.E1.E0
DAELT ● Nikolas Libert ● 13
Decodificador BCD8421/Decimal
Entrada Saída
3 2 1 0 4 3 2 1 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 1 0 0 0 1 0
0 0 1 0 0 0 1 0 0
0 0 1 1 0 1 0 0 0
0 1 0 0 1 0 0 0 0
0 1 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 0 0 0
0 1 1 1 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 1 0 0 0 0 0
A B C D
C C
A
A
B
B
B
D D D
 Obtenha as funções para as 
saídas S4, S3 e S1.
DAELT ● Nikolas Libert ● 14
Decodificador BCD8421/Decimal
 Implementação do circuito digital
E3 E2 E1 E0
S9 S9 = E3.E0
S8 = E3.E0
S7 = E2.E1.E0
S6 = E2.E1.E0
S5 = E2.E1.E0
S4 = E2.E1.E0
S3 = E2.E1.E0
S2 = E2.E1.E0
S1 = E3.E2.E1.E0
S0 = E3.E2.E1.E0
S8
S7
S6
S5
S4
S3
S2
S1
S0
DAELT ● Nikolas Libert ● 15
Decodificador BCD8421/Decimal
 CI Dedicado
– 74LS42
DAELT ● Nikolas Libert ● 16
Código Gray
Código Gray
 Sempre que há o incremento de uma unidade, apenas 
1 bit muda de estado.
 Código criado quando os circuitos digitais eram 
montados com válvulas.
– Mudanças de estado em vários bits simultaneamente 
necessitavam de potência elevada e geravam ruído.
– Nos contadores digitais Gray, apenas um bit mudava 
por vez, evitando problemas.
DAELT ● Nikolas Libert ● 17
Código Gray
 Tabela do Código Gray para número de 0 a 15.
– No bit menos significativo, se repete o padrão 0-1-1-0.
– No próximo bit mais significativo, cada elemento do 
mesmo padrão é duplicado, e assim sucessivamente.
0-0-1-1-1-1-0-0.
Código Gray
0 0 0 0 0
1 0 0 0 1
2 0 0 1 1
3 0 0 1 0
4 0 1 1 0
5 0 1 1 1
6 0 1 0 1
7 0 1 0 0
Código Gray
8 1 1 0 0
9 1 1 0 1
10 1 1 1 1
11 1 1 1 0
12 1 0 1 0
13 1 0 1 1
14 1 0 0 1
15 1 0 0 0
DAELT● Nikolas Libert ● 18
Código Gray
 O Código Gray ainda é muito utilizado em 
codificadores óticos.
– Leitura de posição em eixos de motores.
– Sem Código Gray, o mau alinhamento dos sensores 
óticos geraria sinais espúrios na transição entre as 
seções dos discos.
010
011
100
101
000
111
001
110
Codificação Convencional
000
001
101
100
011
111
010
110
Codificação Gray
http://en.wikipedia.org/wiki/Rotary_encoder
DAELT ● Nikolas Libert ● 19
Código Gray
 Erro de alinhamento nos sensores óticos.
– Entre a passagem da posição 5 para a posição 6, 
haverá uma leitura espúria indicando que o disco está 
na posição 7.
Leitura:
0b101 = 5
Leitura:
0b110 = 6
Leitura:
0b111 = 7
DAELT ● Nikolas Libert ● 20
Código Gray
 Exercício:
– Monte a tabela de conversão de BCD para Gray.
– Ache as funções mínimas para as 4 saídas.
– Desenhe o circuito resultante.
G 3 = A
G 2 = A + B
G 1 = B + C
G 0 = C + D
DAELT ● Nikolas Libert ● 21
Display de 7 Segmentos
Display de 7 Segmentos
 Formados por 7 LEDs:
– Dois tipos: Anodo Comum ou Catodo Comum
a
g
f b
ce
d
a b c d e f g
catodo
a b c d e f g
anodo
Ativado com 
nível baixo
Ativado com 
nível alto
DAELT ● Nikolas Libert ● 22
Display de 7 Segmentos
 A combinação de entradas ativas necessárias para 
formar um dígito pode ser considerada um código.
Dígito Código 7 Segmentos
a b c d e f g
0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 1 1 0 0 0 0
2 1 1 0 1 1 0 1
3 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 1 0 0 1 1
5 1 0 1 1 0 1 1
6 1 0 1 1 1 1 1
7 1 1 1 0 0 0 0
8 1 1 1 1 1 1 1
9 1 1 1 1 0 1 1
a
g
f b
ce
d
Considerando 
Catodo Comum: 
Nível 1 = Aceso
DAELT ● Nikolas Libert ● 23
Decodificador BCD8421/7 Segmentos
Decodificador BCD8421/7 Segmentos
Entrada 
(BCD)
Saída
(7 Segmentos)
3 2 1 0 a b c d e f g
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A B C D
C C
1
0
0 1 1
1 1 1
X
1
X X X
1 X X
A
A
B
B
B
D D D
C C
1
1
1 1 1
0 1 0
X
1
X X X
1 X X
A
A
B
B
B
D D D
C C
1
1
1 1 0
1 1 1
X
1
X X X
1 X X
A
A
B
B
B
D D D
C C
1
0
0 1 1
1 0 1
X
1
X X X
1 X X
A
A
B
B
B
D D D
a=A+C+BD+BD b=A+B+AD+CD
c=C+B+D d=A+BC+BD+CD+BCD
DAELT ● Nikolas Libert ● 24
Decodificador BCD8421/7 Segmentos
 Achando as funções para as 7 saída, é possível 
montar o circuito digital do decodificador.
 CIs Dedicados
– 74LS47 (Anodo Comum)
– 74LS48 (Catodo Comum)
a = A+C+BD+BD
b = A+B+AD+CD
c = C+B+D
d = A+BC+BD+CD+BCD
e = BD+CD
f = A+CD+BC+BD
g = A+BC+BC+CD
DAELT ● Nikolas Libert ● 25
Exercício: Dado digital
Exercício: Dado digital
 5 LEDs serão utilizados para montar um dado digital
 Os números serão representados conforme mostrado 
abaixo. Utilize a nomenclatura indicada para os LEDs.
a b
c
d e
0 1 2
3 4 5
DAELT ● Nikolas Libert ● 26
Exercício: Dado digital
 Assim:
– Monte a tabela que relaciona um número em BCD com 
os respectivos estados dos LEDs (considere que o 
valor de entrada só pode estar entre 0 e 5).
– Ache as funções mínimas para cada LED de saída.
– Desenhe o diagrama do circuito final.
a = B + C
b = B
c = D
d = B
e = B + C
DAELT ● Nikolas Libert ● 27
Referências
 IDOETA, I. V., CAPUANO, F. G. Elementos de 
Eletrônica Digital, 41ª Edição, Érica, São Paulo, 2013.
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