Prof. Leonardo Augusto Casillo

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO

CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Circuitos Combinacionais MSI – Parte 2

Codificadores x Decodificadores

Decodificadores (em sua maioria) aceitam um

código de entrada e produz um nível ALTO ou

BAIXO em UMA linha de saída. Em outras palavras,

detecta um código específico.

Um codificador possui um certo número de linhas

de entrada, em que somente UMA delas é ativada

por vez, e produz um código de saída de N bits,

dependendo de qual entrada está ativada.

Codificador

Codificador 8 para 3

Codificador de prioridade

Quando mais de uma entrada for ativada, o

código de saída corresponderá à entrada como

número mais alto.

Codificador de chaves

Chaves do tipo aberto (entradas em nível

ALTO)

Calculadora eletrônica

O código BCD para cada dígito decimal é

enviado para um registrador de armazenamento

de quatro bits. Ex: uma calculadora capaz de

operar com oito dígitos terá oito registradores

de quatro bits para armazenar os códigos BCD.

Cada registrador aciona um decodificador e um

display numérico, de modo que os números de

oito dígitos possam ser mostrados no display.

Calculadora eletrônica

Exercício: Codificador decimal para

BCD

A

B

C

D

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Comparador de Magnitude

Outro membro útil da categoria de CIs MSI

(Medium Scale Integration) é o comparador de

magnitude.

É um circuito lógico combinacional que compara

duas quantidades binárias e gera saídas para indicar

qual delas tem a maior magnitude.

Comparadores

Z=0 qdo. A=B

Comparador de Magnitude de 4 bits

Caso necessite

expandir

Comparador de Magnitude de 4 bits

O 74HC85 compara dois números binários de

4 bits sem sinal. Um deles é A3A2A1A0, que é

denominado palavra A; o outro é B3B2B1B0, que

é denominado palabra B.

O termo palavra é usado no campo dos

computadores digitais para designar um grupo

de bits que representa algum tipo específico de

informação.

Comparador de Magnitude de 4 bits

O 74HC85 tem três saídas ativas em nível

ALTO.

◦ A saída OA>B estará em nível ALTO quando a

magnitude da palavra A for maior qua a magnitude da

palavra B.

◦ A saída OA<B estará em nível ALTO quando a

magnitude da palavra A for menor qua a magnitude da

palavra B.

◦ A saída OA=B estará em nível ALTO quando a palavra

A e a palavra B forem idênticas.

Aplicação (Termostato Digital)

Cascateamento de Comparador de 4

bits

74HC85 conectado como um

comparador de 4 bits.

2 Cis 74HC85 cascateados para

formar um comparador de 8

bits.

As saídas de mais baixa ordem

do comparador são conectadas

nas entradas de mais alta ordem

do comparador

Multiplexador

Ou simplesmente MUX, é um circuito lógico que

recebe diversos dados digitais de entrada e

seleciona um deles, em um determinado instante,

para transferi-lo para a saída .

MUX

IN-1

I0

I1N

entradasSaída

Entrada de

Dados

Entrada de

SELEÇÃO

N=2M = # entradas de dados

M = # entradas de seleção

Multiplexador

Multiplexador 2x1

MUX 4x1

MUX 8x1

Características

Multiplexadores de 2, 4, 8 e 16 entradas

estão prontamente disponíveis nas

famílias lógicas.

Estes CIs básicos podem ser combinados

para formar MUXes com um número

maior de entradas.

MUX 16x1

MUX 16x1

usando dois de

8x1

Habilita/Desabilita CI

MSB – Mais significativo

MUX 16x1

O circuito anterior usa dois Cis 74HC151, uminversor e uma porta OR.

O circuito tem um total de 16 entradas dedados, oito aplicadas em cada MUX. As duassaídas do MUX são combinadas em uma portaOR para gerar uma única saída X.

O circuito funciona como um MUX de 16entradas. As quatro entradas de seleção S3 S2 S1S0 selecionam uma das 16 entradas paratransferí-la para a saída X.

MUX 16x1

A entrada S3 determina o MUX que é habilitado.Quando S3 = 0, o MUX da parte superior éhabilitado, e as entradas S2 S1 S0 determinam aentrada de dados que será transmitida para asaída passando pela porta OR até X.

Quando S3 = 1, o MUX da parte inferior éhabilitado, e as entradas S2 S1 S0 selecionamuma das entradas de dados para passar para asaída X.

Associação de Multiplexadores

Associação de Multiplexadores

Aplicações dom MUX

Circuitos multiplexadores encontram diversasaplicações em sistemas digitais de todos ostipos. Essas aplicações incluem:

◦ Seleção de Dados

◦ Roteamento de Dados

◦ Sequenciamento de Operações

◦ Conversões Série-Paralelo

◦ Geração de Formas de Onda

◦ Geração de Funções Lógicas

Aplicação (Roteamento de Dados)

Sistema para mostrar dois contadores BCD de mais de um dígito, sendo um contador de cada vez.

Uso de um único conjunto de:

◦ Decodificador/driver

◦ Display e Leds

SELECIONA=1, contador 1 habilitado

Aplicação (Conversão Paralelo-Série)

Muitos sistemas processam

dados binários de forma

paralela.

Entretanto, quando se

transmitem dados em

distâncias relativamente

longas, a configuração

paralela não é desejável

porque é necessário um

grande número de linhas

para transmissão.

Aplicação (Conversão Paralelo-Série)

Os dados são apresentados no formato paralelo na saída doregistrador X e colocados nas 8 entradas do MUX.

Um contador de 3 bits (módulo 8) é usado para gerar os bitsdo código de seleção S2 S1 S0 de modo que ele cicle de 000 a111 à medida que os pulsos de clock forem aplicados.

Desse modo, a saída do MUX será X0 durante o primeiroperíodo de clock; X1 durante o segundo e assim por diante.

A saída Z é uma forma de onda que é a representação serial dodado paralelo de entrada.

A conversão gasta um total de 8 ciclos de clock.

Aplicação MUX usado para

implementar a

função lógica da

tabela ao lado

Demultiplexador

Ou simplesmente DEMUX, é um circuito lógico

que realiza a operação inversa do MUX: ele recebe

uma única entrada e a distribui para várias saídas.

Em outras palavras, o DEMUX recebe uma fonte

de dados e a distribui seletivamente para 1 dos N

canais de saída como se fosse uma chave de várias

posições.

DEMUX

N=2M = # saída de dados

M = # entradas de seleção

DEMUX de 1 para 2

A S0 S1

0 E 0

1 0 E

DEMUX de 1 para 4

A B S0 S1 S2 S3

0 0 E 0 0 0

0 1 0 E 0 0

1 0 0 0 E 0

1 1 0 0 0 E

DEMUX de 1 para 8

Associação de DEMUX

• Demultiplexar três informações diferentes (I1, I2 e I3) cada uma

composta de 4 bits (S11, S12, S13; S21, S22, S23,...)

Associação de DEMUX

•Demux de 16 canais utilizando circuitos Demux de 4 canais

Decodificador operando como

DEMUX

Decodificador 74ALS138 pode funcionar como

DEMUX com E1 usada como entrada de dado.

Sistema Síncrono de Transmissão de

Dados

Trasmissão e Recepção de dados

Transmissão e Recepção de dados

O Mux e o Demux são muito utilizados na transmissão e recepção de informações

digitais (ou dados). Esta importância se verifica pelo fato de se dispor, muitas vezes,

de um único canal de comunicação para a transmissão de informações de fontes

diferentes, que pode ser realizada pelo Mux, e recepção de várias informações em

intervalos de tempo diferentes por um único canal de comunicação, que podem ser

separadas por um Demux para serem enviadas à sistemas digitais diferentes.

Pode-se notar que o dado presente na entrada E0 do multiplexador deve ser

transmitido, num determinado momento, pelo canal de comunicação para ser

recebido pelo sistema conectado à saída S0, o mesmo ocorrendo com E1 em

relação a S1 e assim sucessivamente. O mesmo ocorre quando se tem uma

informação de vários bits para ser transmitida por um único canal de comunicação,

ou seja, ela deve ser serializada pelo Mux e recuperada pelo Demux na forma

original, isto é, paralela.

Em ambos os casos as variáveis de seleção do Mux e do Demux devem estar

sincronizadas para que uma informação chegue ao destino certo ou para que a

recuperação de uma informação transmitida serialmente seja correta. Fica claro

também, que a variável tempo é importante quando se pensa em transmissão e

recepção de informações multiplexadas.