Circuitos Lógicos MSI

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Capítulo 9 – Circuitos Lógicos MSI
Tradução e adaptação:
Profa. Denise Stringhini
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Os sistemas digitais obtêm dados e informações de 
forma contínua a partir de operações conhecidas: 
• Decodificação/codificação. 
• Multiplexação/demultiplexação 
• Comparação
• Conversão de código
Estas e outras operações têm sido facilitadas pela 
disponibilidade de numerosos ICs na categoria 
MSI (medium-scale-integration).
Operações básicas
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Decodificadores são usados quando uma saída ou 
um grupo de saídas deve ser ativado na 
ocorrência de uma combinação binária 
específica. 
• A combinação binária é decodificada e 
transformada numa saída específica.
• Muitas vezes o valor binário é fornecido por 
saídas de um contador ou um registrador.
9 Decodificadores
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9 Decodificadores
Um decodificador recebe um número binário e ativa 
apenas a saída que corresponde a este valor de 
entrada.
Para cada uma 
destas combinações 
de entrada, apenas 
uma das saídas M 
estará ativa (ALTA); 
todas as outras 
saídas são BAIXAS. 
Muitos decodificadores são projetados para produzir saídas ativas-BAIXAS, onde 
somente a saída selecionada é baixa, enquanto todos as outras são ALTAS.
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9 Decodificadores
Circuito para um decodificador com 3 entradas e 8 saídas.
Usa portas AND, assim as 
saídas são ativas-ALTAS
Saída O6 vai para ALTO somente 
quando
 CBA 1102 = 610.
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9 Decodificadores
Circuito para um decodificador com três entradas e 8 saídas.
Este pode ser chamado de 
decodificador 
3-linhas-para-8-linhas - tem três 
linhas de entrada e oito linhas de 
saída. 
Também chamado de 
decodificador binário-para-octal ou 
conversor - recebe três bits de 
código binário de entrada e ativa 
uma das oito saídas (octal). 
Também referido como 
decodificador 1-de-8, onde 
apenas 1 das 8 saídas é ativada 
ao mesmo tempo.
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9 Decodificadores
Alguns decodificadores têm uma ou mais entradas de 
habilitação (ENABLE) utilizadas para controlar a operação 
do decodificador. 
• O decodificador é habilitado somente se ENABLE é alta. 
Uma linha comum de habilitação (ENABLE) é conectada a 
uma quarta entrada em cada porta AND: 
• Se ENABLE é alta, o decodificador funciona normalmente. 
– As entradas A, B, C irão determinar qual a saída é alta. 
• Se ENABLE é baixa, todas as saídas serão forçadas para 
baixo. 
– Independentemente dos níveis nas entradas A, B, C.
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9 Decodificadores
7442
BCD-to-decimal 
decoder.
Este 
descodificador 
não têm
uma entrada de 
habilitação.
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• O display de 7 segmentos é uma forma comum para 
exibir caracteres decimais ou hexadecimais. 
– Um arranjo comum utiliza diodos emissores de luz 
(LEDs) para cada segmento.
9 Decodificadores BCD-to-7 segmentos
Diodos permitem que a corrente flua em uma 
direção, mas bloqueiam o fluxo na outra direção.
Quando o ânodo do LED é mais positivo do que o 
cátodo em cerca de 2 V, o LED acenderá.
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• O display de 7 segmentos é uma forma comum 
para exibir caracteres decimais ou hexadecimais.
– Um arranjo comum utiliza diodos emissores de 
luz (LEDs) para cada segmento.
9 Decodificadores BCD-to-7 segmentos
Ao controlar corrente através de cada LED, 
alguns segmentos estão ligados e emitem 
luz, enquanto outros estão desligados, o que
gera o padrão de caractere desejado.
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9 Decodificadores BCD-para-7 segmentos
O 7446/47 
ativa o padrão 
de segmentos 
específicos em 
resposta aos 
códigos de 
entrada 
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Exercício
Considere um sistema de uma impressora que detecte um de 
quatro possíveis defeitos e envie um sinal separado para acender 
um led de emergência para cada defeito. A máquina possui o 
número do defeito codificado em dois dígitos binários. Implemente 
um decodificador que recebe como entrada o código binário 
correspodente a um defeito e envie um sinal para acender o led 
correspondente.
Note que este é um circuito de SAÍDA de um sistema digital, pois 
transforma um código binário numa informação útil externamente 
(um led aceso).
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9-4 Encoders
• O oposto do processo de decodificação é a codificação. 
– Realizado por um circuito lógico chamado um codificador.
9 Codificadores
Um codificador tem uma série de 
linhas de entrada, das quais 
apenas uma está ativa num 
dado momento. 
Produz um código binário de 
saída de N bits, dependendo de 
qual entrada está ativa.
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9 Codificadores
Um codificador de octal para binário (8-linhas-para-3-linhas) aceita 
oito linhas de entrada, produzindo um código de três bits de 
saída correspondente à entrada.
Circuito lógico para um codificador de octal para binário (8-line-to-3-line).
Apenas uma entrada deve estar ativa ao mesmo tempo.
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9 Codificadores
Um codificador de prioridade garante que, quando duas ou 
mais entradas estão ativas, o código de saída 
corresponderá à entrada de numeração mais alta.
Existem nove entradas ativas em nível BAIXO representando os dígitos 
de decimais de 1 a 9, produzindo código BCD invertido correspondente à 
entrada ativada com numeração mais alta.
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9 Codificadores
• Um codificador por interruptores (switch) pode ser 
usado quando dados BCD devem ser inseridos 
manualmente em um sistema digital.
– As 10 chaves ou interruptores podem ser as 
teclas em uma calculadora, representando 
dígitos de 0 a 9.
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9 Codificadores
Os interruptores são de um tipo 
normalmente aberto, assim 
as entradas de codificador 
são todas normalmente 
ALTAS. 
A saída BCD é 0000. 
Quando uma tecla é 
pressionada, o circuito irá 
produzir o código BCD 
desse dígito. 
O 74LS147 é um codificador 
de prioridade, assim 
pressões simultâneas de 
chave produzem o código 
BCD para a chave de 
número maior.
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Exercício
Considere uma impressora que gere quatro sinais para indicar 
possíveis defeitos diferentes durante a impressão ou cópia de 
trabalhos. Apenas um defeito pode ocorrer em um instante detempo. Dados os quatro sinais da máquina (D, C, B, A) faça o 
projeto de um circuito codificador que gere um número binário 
correspondente ao sinal que gerou o defeito defeito detectado. 
Este código binário poderia ser a entrada de um outro sistema 
digital que faria o tratamento deste erro (acender um led, por 
exemplo).
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9 Multiplexadores (seletores de dados)
• Um multiplexador (MUX) seleciona uma das N fontes de 
dados de entrada e transmite os dados selecionados para 
uma única saída (multiplexação). 
Controle de roteamento de dados da entrada 
desejada a para a saída selecionada pelas 
entradas SELECT - também chamadas de 
entradas de endereço.
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9 Multiplexadores (seletores de dados)
• Exemplo: um MUX de duas entradas pode ser utilizado em 
um sistema digital que usa dois sinais de relógio mestre 
diferentes. 
– Um relógio de alta velocidade num modo e um 
relógio velocidade lenta num outro modo.
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9 Multiplexadores (seletores de dados)
• Multiplexadores 2, 4, 8 e 16 entradas estão disponíveis 
nas famílias TTL e CMOS. 
– Esses CIs básicos podem ser combinados para a 
multiplexação de um maior número de entradas.
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9-6 Multiplexadores (seletores de dados)
O 74ALS157 tem 4 multiplexadores de duas entradas 
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9 Aplicações de multiplexadores
• Circuitos multiplexadores possuem numerosas e 
variadas aplicações em sistemas digitais de todos 
os tipos. 
– Seleção e roteamento de dados 
– Conversão paralelo-para-serial 
– Sequenciamento de operações 
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9 Demultiplexadores (distribuidores de dados)
• Um demultiplexador (DEMUX) recebe uma única entrada e a 
distribui ao longo de várias saídas. 
– O código da entrada de seleção (SELECT) determina 
para qual saída os dados (DATA) serão transmitidos.
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9-8 Demultiplexadores (distribuidores de dados)
Demux de 1 para 8 
linhas.
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9 Comparador de magnitude
• Outro circuito MSI útil é o comparador de magnitude.
• Compara dois valores binários de entrada e gera saídas 
para indicar qual delas tem maior magnitude.
Megafunction
symbol.
Entradas em cascata não são necessárias 
numa mega-função - basta especificar portas 
de entrada de dados maiores. 
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Digital Systems: Principles and 
Applications, 11/e
Ronald J. Tocci, Neal S. 
Widmer, Gregory L. Moss
9 Comparador de magnitude
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9 Comparador de magnitude
Comparador magnitude utilizado num termostato digital.
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9 Conversor de código 
• Circuito lógico que converte um tipo de código binário para 
outro tipo de código binário.
Esquema de um 
conversor de dois 
dígitos 
BCD-para-binário 
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9 Conversor de código 
– Os bits numa representação BCD têm pesos decimais 
que são 8, 4, 2, 1 em cada grupo de código.
– Que diferem por um fator de 10 a partir de um grupo de código 
(algarismo decimal) para o próximo.
O peso decimal de 
cada bit na 
representação BCD 
pode ser convertido 
para seu binário 
equivalente.
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