Os Multiplexadores e Codificadores

Prática 8: Multiplexadores e Codificadores

Nome do autor: Thalison Vinícius da Silva Fernandes

Afiliação do autor: Engenharia Elétrica - UFPI

E-mail: [e-mail]

Resumo: Utilizar os conceitos de circuitos lógicos MSI para a implementação de multiplexadores e demultiplexadores, e verificar seu funcionamento através de tabelas-verdade e expressões booleanas.

Palavras-chave: MSI, multiplexador, demultiplexador, tabelas-verdade.

Abstract:  Using the MSI logic circuits concepts for the implementation of multiplexers and demultiplexers, and verify their operation through truth tables and Boolean expressions.

Key Words: MSI, multiplexer, demultiplexer, truth tables.

                  I. OBJETIVOS:

• Projetar multiplexadores e demultiplexadores;

• Utilizar circuitos integrados tipo MSI, tais como o decodificador decimal e

conversores de código (NBCD para 7 segmentos);

II. MATERIAL UTILIZADO:

• CI 7448;

• CI 7400;

• CI 7404;

 • CI 74139;

• Jumpers;

• Módulo de treinamento didático: Kit de Eletrônica Digital XD101.

III. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO:

1. Introdução

          Os sistemas digitais obtêm dados codificados em binário e informações que, de algum modo, são continuamente submetidas a operações. Dentre as principais operações, temos decodificação, multiplexação e demultiplexação, que são as que serão abordadas nesse relatório.

         Decodificar significa transformar algo que está escrito em um código para outro tipo de código, e é justamente isso que os decodificadores fazem. Um circuito decodificador recebe como entrada um número binário e ativa apenas a saída que corresponde ao número recebido. Sendo N o número de entradas, existem 2N números de saídas e combinações, e para cada uma delas, apenas uma saída será ativa.

        Alguns decodificadores não usam as 2N possibilidades de combinações, mas apenas um determinado número delas. Por exemplo, um decodificador BCD para decimal possui 4 linhas de entrada e 10 linhas de saída, que corresponde aos 10 números que o BCD pode representar a cada grupo de 4 bits(0 a 9). Cada 4 bits do código BCD equivale a um número decimal, o que facilita sua conversão. O diagrama geral de um decodificador está representado a seguir:

[pic 1]

Figura 1. Diagrama geral de um decodificador.

       

       Os multiplexadores são chamados também de seletores de dados. Temos N entradas e apenas uma saída. As chaves seletoras irão determinar qual das entradas será levada para a saída, através das diferentes combinações. Em outras palavras, o multiplexador seleciona uma das entradas para levar para saída, através de combinações das chaves seletoras.  

           Os MUXs são extremamente importantes e estão muito presentes na eletrônica digital. Por exemplo, um sistema de som moderno pode ter uma chave que seleciona música de diferentes fontes, como MP3 Player e áudio de DVD. O diagrama geral do mesmo está representado abaixo:

[pic 2]Figura 2. Diagrama geral de um multiplexador.

      Por último, temos os demultiplexadores. Estes também são chamados de distribuidores de dados, e realiza a operação inversa do multiplexador: recebe uma entrada e distribui entre várias saídas, através das chaves seletoras. O diagrama geral do mesmo está representado a seguir:

[pic 3]

  Figura 3. Diagrama geral de um demultiplexador.      

           

1. Montagens

Primeira montagem: Conversor BCD-7 segmentos

1. Descrição do funcionamento:

         Esse conversor será implementado pelo CI 7448. Um decodificador BCD/ 7 segmentos é usado para receber uma entrada BCD de quatro bits e gerar a saída que acionam os segmentos apropriados para apresentar o dígito decimal. Possui 7 entradas e 7 saídas, e funciona da seguinte forma:

[pic 4]

Figura 4. Diagrama geral do decodificador BCD para 7 segmentos.

     

     Como pode-se observar na imagem acima, o CI possui 4 entradas que representam o número em BCD e mais 3 entradas de controle. A primeira entrada de controle é chamada de / e tem duas funções: quando ativa, apaga o display, independente das entradas, e funciona também como uma saída, e indica que todos os segmentos estão apagados. A segunda entrada é a  que apaga o display quando todas as entradas forem 0 e a terceira entrada, , funciona como um teste, e testa todos os segmentos do display ativando-os.[pic 5][pic 6][pic 7][pic 8]

      A figura 4 também mostra a representação de cada número decimal e hexadecimal usando o sistema de 7 segmentos.

1. Diagrama lógico:

[pic 9]

Figura 5. Diagrama lógico da primeira montagem. 

c) Diagrama elétrico:

[pic 10]

Figura 6. Diagrama elétrico da primeira montagem.

d) Tabelas:

TABELA 1.TABELA VERDADE DE CONVERSÃO DA PRIMEIRA MONTAGEM

DCBA	dec	a	b	c	d	e	f	g
0000	0	1	1	1	1	1	1	0
0001	1	0	1	1	0	0	0	0
0010	2	1	1	0	1	1	0	1
0011	3	1	1	1	1	0	0	1
0100	4	0	1	1	0	0	1	1
0101	5	1	0	1	1	0	1	1
0110	6	0	0	1	1	1	1	1
0111	7	1	1	1	0	0	0	0
1000	8	1	1	1	1	1	1	1
1001	9	1	1	1	0	0	1	1

TABELA 2. TABELA VERDADE DA FUNÇÃO LT

LT	Display
0	Não muda
1	Acende tudo