uem/ctc – departamento de informática curso: ciência da...
TRANSCRIPT
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
UEM/CTC – Departamento de InformáticaCurso: Ciência da ComputaçãoProfessor: Flávio Rogério Uber
Circuitos de Apoio
Obs.: a elaboração deste material foi baseada no material do prof. Dr. João Angelo Martini (UEM/DIN) e maioria das figuras é de sua autoria.
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos Circuitos CombinacionaisCombinacionais
- Projete um circuito de controle de alarme para proteger um carro. Dois sensores (A e B) são usados para monitorar a abertura e fechamento das portas direita e esquerda. Uma chave (C) é usada para ativar e desativar o alarme (AL). O alarme será disparado somente se estiver ativado. Faça o diagrama de portas lógicas do circuito e simplifique se possível.
A B C AL
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 1 1
0 0 1 0
0 1 1 0
B
A
A
B
CC C
P2=BC
P1=ACObs.: C=0 ⇒ alarme desativado
AL=0 ⇒ Não dispara o alarme
AL=AC+BC
A C
B CA L
A
BC
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Codificador e Decodificador:Codificador e Decodificador:
- Pode-se utilizar palavras binárias para representar o que quisermos, definindo-as de maneira apropriada.
- Por exemplo: descrever quatro direções (esquerda, direita, frente, atrás) usando uma palavra binária.
22=4 Com 2 bits podemos descrever as 4 direções da seguinte forma:
00 ⇒ Esquerda
01 ⇒ Direita
10 ⇒ Frente
11 ⇒ Atrás
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Codificador e Decodificador:Codificador e Decodificador:- Neste exemplo, a tradução da palavra 01 significa “direita”
- Esse processo de dar significado a um grupo de bits é chamado de CODIFICAÇÃOCODIFICAÇÃO.
- O processo inverso, quando um número binário é interpretado para o nosso uso, é chamado de DECODIFICAÇÃODECODIFICAÇÃO.
- CódigoCódigo: É um grupo de símbolos que podem representar Números, Letras, etc.
- Análogo ao uso de um dicionário PORTUGUÊS-BINÁRIO
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Processo de Codificação e DecodificaçãoProcesso de Codificação e DecodificaçãoA informação é transformada em uma palavra digital utilizando um
CODIFICADOR. A informação digital é então processada pelo circuito digital, que gera uma saída digital, a qual passa por um DECODIFICADOR que traduz a palavra digital em uma forma que possa ser reconhecida pelo usuário.
Entrada
de
Dados
CodificadorCircuito
DigitalDecodificador
Representação
Binária dos dados
Saída
Binária dos dados
Saída
de
Dados
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Exemplo de Aplicação de Codificação e Decodificação
0
1 2 3
4 5 6
7 8 9
Codificador Processador Decodificador
Display
Decimal Binário Binário Decimal
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Exemplo de Aplicação de Decodificação
0
1 1 1
0 0 0
1 0 0
Decodificador
Decodificador de Endereços para Memória
Endereço
0 0
Memória
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Decodificador de Decodificador de EndereçosEndereços
S1.S0
S1.S0
S1.S0
S1.S0
S1 S0 D0 D1 D2 D3
0 0 1 0 0 0
0 1 0 1 0 0
1 0 0 0 1 0
1 1 0 0 0 1
Entradas Saídas
D0 =
D1 =
D2 =
D3 =
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Decodificador de Decodificador de EndereçosEndereços
S1.S0
S1.S0
S1.S0
S1.S0
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Código BCD - Binary Coded Decimal-Decimal Codificado em Binário: Cada Dígito Decimal é representado por seu equivalente binário
Decimal BCD
0 0000
1 0001
2 0010
3 0011
4 0100
5 0101
6 0110
7 0111
8 1000
9 1001
Exemplo
874
1000 0111 0100
100001110100BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de ApoioDecodificador BCD para Decimal
BCD S9 S8 S7 S6 S5 S4 S3 S2 S1 S0
0000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
0001 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0
0010 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
0011 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
0100 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0
0101 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0110 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0
0111 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
1000 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0
1001 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0
... X X X X X X X X X X
1111 X X X X X X X X X X
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
-Para definir o decodificador: simplificar expressões de S0 a S9 por Mapa de karnaugh
-9 Mapas: um para cada saída
X X X X
0 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
Q1=AD
S9
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
X X X X
1 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S8
Q1=AD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S7
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S6
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S5
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S4
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S3
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S2
P1=BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S1
P1=ABCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
1
X X X X
0 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
S0
P1=A B C D
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
ExercíciosExercícios
1. Faça o diagrama de portas lógicas do circuito Decodificador BCD-Decimal
S9=AD
S8=AD
S7=BCD
S6=BCD
S5=BCD
S4=BCD
S3=BCD
S2=BCD
S1=ABCD
S0=ABCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçãoSolução1. Faça o diagrama de portas lógicas do circuito Decodificador BCD-Decimal
S9=AD
S8=AD
S7=BCD
S6=BCD
S5=BCD
S4=BCD
S3=BCD
S2=BCD
S1=ABCD
S0=ABCD
A B C DA B C D
S9
S8
S6
S7
S5
S4
S3
S2
S1
S0
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
ExercíciosExercícios
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
BCD Display a b c d e f g
0000 1 1 1 1 1 1 0
0001 0 1 1 0 0 0 0
0010 1 1 0 1 1 0 1
0011 1 1 1 1 0 0 1
0100 0 1 1 0 0 1 1
0101 1 0 1 1 0 1 1
0110 1 0 1 1 1 1 1
0111 1 1 1 0 0 0 0
1000 1 1 1 1 1 1 1
1001 1 1 1 1 0 1 1
...
1111 X X X X X X X
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 0 1 1
0 1 1 1
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
a
a=A+C+BD+BD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 1 1 1
1 0 1 0
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
b
b=B+CD+CD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 1 1 0
1 1 1 1
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
c
c=B+C+D
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 0 1 1
0 1 0 1
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
d
d=A+BD+BC+CD+BCD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 0 0 1
0 0 0 1
X X X X
1 0 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
e
e=BD+CD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
1 0 0 0
1 1 0 1
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
f
f=A+CD+BC+BD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
2. Considere o display de 7 segmentos mostrado na figura e a tabela abaixo. Projete o decodificador do código BCD para o display de 7 segmentos.
0 0 1 1
1 1 0 1
X X X X
1 1 X X
B
A
A
B
CC
B
DD D
g
g=A+BC+BC+CD
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
MultiplexadorMultiplexador
Multiplexador ou Seletor de Dados: É um circuito lógico que tem diversas entradas e apenas uma saída. MUX seleciona uma única entrada para transmitir para a saída.
Entradas de Controle: permitem selecionar a entrada a ser transmitida.
MUX
...
...Entradas Saída
Controle
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
DemultiplexadorDemultiplexador
Demultiplexador: É um circuito lógico que realiza a função inversa à do MUX. Tem apenas uma única entrada que é enviada para uma de suas saídas.
Entradas de Controle: permitem selecionar para qual das saídas a entrada será enviada.
DEMUX
...
...Entrada Saídas
Controle
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Expansão da CapacidadeExpansão da Capacidade
- A partir de circuitos multiplexadores de baixa capacidade pode-se formar um MUX de maior capacidade
- Exemplo: projetar um MUX 4x1 a partir de MUXes 2x1
MUX
Controle
E0
E1
S0
MUX
E2
E3
S1
B
MUX S
A
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Expansão da CapacidadeExpansão da Capacidade
- A partir de circuitos demultiplexadores de baixa capacidade pode-se formar um DEMUX de maior capacidade
- Exemplo: projetar um DEMUX 1x4 a partir de DEMUXes 1x2
DEMUX
Controle
S0
S1
S0
DEMUX
S2
S3
S1
B
DEMUXE
A
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Formas de OndaFormas de Onda
Exemplo: A partir dos sinais de entrada e de controle abaixo, desenhe o sinal multiplexado na saída do MUX.
MUX
E0
E1
S
Controle A
A
E0
E1
S
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
ParidadeParidade
Paridade: indica se a quantidade de dígitos “1” num número binário é par ou ímpar
Paridade Par: indica que a quantidade de dígitos “1” do número binário é par
Paridade Ímpar: indica que a quantidade de dígitos “1” do número binário é ímpar
Exemplo: 11001100 tem 4 dígitos “1” ⇒ paridade Par
11101100 tem 5 dígitos “1” ⇒ paridade Ímpar
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
ParidadeParidade
Aplicação: Detecção de erro na transmissão de dados
Transmissor
Bit de Paridade
Receptor
P Dado P Dado
0 0011 0 0011
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
Gerador e Verificador de ParidadeGerador e Verificador de Paridade
Gera a paridade do dado a ser transmitido e verifica a paridade na recepção do dado
Transmissor Receptor
Gerador de Paridade
Verificador de Paridade
dado
paridade
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Circuitos de ApoioCircuitos de Apoio
A B S
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Entradas SaídaSímbolo da Porta XOR
TV da Porta XOR
A
BS
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Gerador-Verificador de Gerador-Verificador de Paridade ParParidade Par
M1 M1M2 M2M3 M3M4 M4
FonteFonte ReceptorReceptorCanalCanal
ErroErroPF
PR0
0
1
1
1
10
011
1
0
0
1
0
0
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Gerador-Verificador de Gerador-Verificador de Paridade ParParidade Par
M1 M1M2 M2M3 M3M4 M4
FonteFonte ReceptorReceptorCanalCanal
ErroErroPF
PR0
0
1
0
1
01
100
1
0
0
1
1
0
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
Gerador-Verificador de Gerador-Verificador de Paridade ParParidade Par
M1 M1M2 M2M3 M3M4 M4
FonteFonte ReceptorReceptorCanalCanal
ErroErroPF
PR0
0
1
0
1
01
000
1
0
1
0
1
1
0
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
ExercíciosExercícios
1. Projete um circuito multiplexador de 16x1 utilizando circuitos MUXes 8x1.
2. A partir do DEMUX 1x2 e dos sinais de entrada (E) e de controle (A) desenhe os sinais de saída demultiplexados.
A
E
Controle
S0
S1DEMUXE
A
UEM
/DIN
– Pro
f. Flávio
Uber
SoluçõesSoluções
1. Projete um circuito multiplexador de 16x1 utilizando circuitos MUXes 8x1.
MUX
E0
E7S0
MUX
E8
E15
S7
BCD
MUX S
A
......
BCD
...
000
111