Codificadores e decodificadores

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1 – OBJETIVOS

Os objetivos realizados neste experimento foram os seguintes:
- Estudar o comportamento dos codificadores e decodificadores, transformando sinais do Código Gray para o Código Binário comum;
- Testar e comparar experimentalmente o funcionamento dos codificadores através de resultados obtidos nas aulas teóricas;
- Projetar e montar um circuito codificador para verificar ocomportamento de um conversor Binário-Decimal, utilizando um display de sete segmentos como saída para os resultados.

2 - BASES TEÓRICAS

2.1 – Código Gray
A grande vantagem do código Gray é que na passagem de um valor para outro sucessivo ou antecedente apenas um bit ou dígito muda. A tabela abaixo fornece as representações nesse código para os decimais de 0 a 15. Por exemplo, na passagem de 11 para 12muda apenas o segundo dígito, enquanto que no código binário mudam três dígitos (segundo, terceiro e quarto).
No controle de máquinas e outras aplicações em que é importante a quantidade de dados enviados em cada instante, indicar apenas uma mudança de dígito é uma vantagem, daí a ampla utilização do Código de Gray nestes campos.

Tabela 1 – Tabela-verdade de Conversão entre código decimal, binárioe gray.
Decimal | Binário | Gray |
0 | 0000 | 0000 |
1 | 0001 | 0001 |
2 | 0010 | 0011 |
3 | 0011 | 0010 |
4 | 0100 | 0110 |
5 | 0101 | 0111 |
6 | 0110 | 0101 |
7 | 0111 | 0100 |
8 | 1000 | 1100 |
9 | 1001 | 1101 |
10 | 1010 | 1111 |
11 | 1011 | 1110 |
12 | 1100 | 1010 |
13 | 1101 | 1011 |
14 | 1110 | 1001 |
15 | 1111 | 1000 |

2.2 – Codificadores e Decodificadores
Elementosimportantes dos circuitos lógicos digitais são os codificadores e os decodificadores. Estes importantes sistemas combinacionais que podem ser elaborados tanto a partir de componentes discretos como obtidos totalmente na forma integrada aparecem numa infinidade de aplicações que os leitores devem conhecer.
Os codificadores e decodificadores são circuitos que transformam informações obtidas dedeterminada maneira em outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes. Como a transformação dos códigos que ocorrem com maior frequência nos circuitos digitais são as que envolvem a passagem de sinais na forma binária para a forma digital e vice-versa, os termos codificadores e decodificadores são específicos para estes tipos de sinais.
Assim, denominamos codificadores os circuitosque transformam sinais obtidos na forma decimal em sinais binários ou BCD (Binary Coded Decimal) ou ainda sinais obtidos a partir de 16 entradas em sinais codificados em hexadecimal enquanto que denominamos decodificadores os circuitos que convertem sinais binários ou BCD em sinais decimais ou de outro tipo, como por exemplo, os hexadecimais ou ainda capazes de excitar um mostrador de 7 segmentos.Analisemos os dois tipos de circuitos.
2.2.1 – Codificadores
Podemos definir de forma simples um circuito codificador como um circuito que seja capaz de converter um sinal de determinado tipo, como por exemplo decimal, num sinal digital ou BCD.
Assim, se tivermos 10 chaves de acionamento ou 10 entradas de sinais diferentes que representem valores entre 0 e 9, um codificador, como o mostrado nafigura 1 fará a conversão desses sinais em BCD.

Figura 1 – Circuito codificador decimal para BCD
Neste sistema temos 10 entradas e 4 saídas com a obtenção de níveis lógicos conforme a seguinte tabela verdade:

Tabela 2 – Tabela-verdade do codificador decimal para BCD.

Observe que nesta tabela a saída que representa o dígito menos significativo (LSB) é S1 enquanto que a saída que representa odígito mais significativo (MSB) é S4.
Assim, os "pesos" das saídas nesta tabela e nas que são dadas como exemplos neste relatório são:

S1 = 1
S2 = 2
S3 = 4
S4 = 8 
Figura 2 – Valores das saídas da Tabela 2
Da mesma forma podemos ter um circuito codificador que converta os sinais de 16 entradas em sinais correspondentes a uma informação hexadecimal.

Figura 3 – Circuito codificador hexadecimal para...
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