Decodificador BCD 7 Segmentos

Eletrnica digital IBCircuito decodificador para display de sete segmentos.1--) Blocos lgicos elementaresA tabela abaixo d o resumo dos blocos elementares para fins de consulta.NomeNome inglsSmbolo usualNotao algbrica

EANDS = A . B

OUORS = A + B

NONOTS =A

OU exclusivoXORS = A B

NO ENANDS =(A . B)

NO OUNORS = (A + B)

A funo NO antes ou depois de outro bloco lgico representada por um pequeno crculo junto da entrada ou sada. Veja as linhas seguintes. A funo OU exclusivo considerada elementar embora seja, em circuitos prticos, implementada com o uso das anteriores.2--) Display de 7 segmentosO display de 7 segmentos um dispositivo bastante usado para indicao de valores numricos.

Desde que ele pode indicar dgitos de 0 a 9 (10 dgitos), a informao binria precisa ter 4 dgitos binrios, pois, com trs, s oito valores poderiam ser exibidos. Assim, pode-se imaginar um circuito conforme Fig 1.

ABCDabcdefg

000001111110

100010110000

200101101101

300111111001

401000110011

501011011011

601101011111

701111110000

810001111111

910011111011

1010

1011

1100

1101

1110

1111

Neste circuito, ABCD so as quatro entradas binrias e abcdefg so as sadas para os sete segmentos do display. A tabela de verdade dada ao lado.

A notao indica valor indiferente (pode ser 0 ou 1), uma vez que no h valor a indicar acima da combinao 9 e o circuito que fornece as entradas deve evitar combinaes nesses casos (algumas vezes, as combinaes que sobram, total de seis, so usadas para sinal negativo, sinal de erro e outros).

Conforme mencionado na primeira pgina desta srie, a informao binria no tem necessariamente relao com o nmero binrio que ela representa. Por exemplo, para a combinao 0, abcdef tem 1111110. Esse nmero binrio no igual ao dgito correspondente no display (0). Isso na realidade um cdigo para o display de sete segmentos. E o circuito lgico que converte a entrada para o cdigo chamado decodificador. A prpria entrada de 4 bits ABCD, que tem relao direta com o valor decimal, tambm chamada de cdigo BCD.3--) Diagrama de Veitch Karnaugh para o decodificador do displayNa pgina anterior, foram dados exemplos de diagramas de Veitch Karnaugh para circuitos com vrias entradas e uma sada. Neste caso so sete, mas, desde que so eletricamente independentes, considera-se que cada sada um circuito e pode ser elaborado um diagrama para cada.

Os valores indiferentes () devem ser colocados. Como podem ser zero ou um, supem-se valores convenientes para formar grupos os maiores possveis. Lembrar que, conforme mencionado na pgina anterior, quanto maior o grupo, menor o nmero de variveis e o circuito mais simplificado.

4--) Circuito do decodificador para o displayNa Fig 3 abaixo, os circuitos para os segmentos conforme diagrama anterior.

5--) Exemplo de circuito integrado evidente que, com os integrados disponveis, dificilmente algum ir montar o circuito anterior. Isso serve apenas para mostrar como funciona.A Fig 4 d o diagrama de pinos do decodificador para display CD4511BC da Fairchild Semiconductor.

Notar as entradas ABCD e as sadas acbdefg. VDD a tenso de alimentao (3 a 15 V), VSS massa. LT para teste, BI serve para apagar ou modular por pulsos a intensidade dos segmentos e LT permite armazenar o cdigo da entrada. Entradas no permitidas (valor indiferente nas sadas) produzem sadas nulas.

A adio de interfaces analgicas nas sadas (transistores de potncia e/ou outros) permite controlar displays de grande porte, como os construdos com lmpadas fluorescentes e outras.

MostradoresLaboratrio Digital> MostradoresMostrador de Dodo Emissor de Luz, DEL (LED) de 7 SegmentosMostrador de Cristal Lquido, MCL (LCD) de 7 SegmentosMostrador de Matriz de PontosMostrador de Dodo Emissor de Luz, DEL (LED) de 7 SegmentosOs nmeros podem ser representados em sistemas numricos diferentes, com bases tambm diferentes. Na vida quotidiana estamos habituados a representar os nmeros utilizando os dgitos 0 a 9. o chamado sistema decimal e de base 10. Em electrnica digital existem dois estados, Baixo e Alto, para representar os dgitos 0 e 1. o chamado sistema binrio e de base 2. Num nmero binrio cada dgito designado por bit, designao proveniente das palavras Inglesas "binary digit".As quatro Entradas de A a D so usadas para controlar o nmero que aparece no Mostrador DEL (LED). As Entradas A a D so escritas na sequncia "DCBA" para representarem um Nmero Binrio de 4 bits. O peso das mesmas, na sequncia, o seguinte:A Entrada D representa o Bit Mais Significativo: (BMS) 23= 8

A Entrada C representa o Segundo Bit Significativo:(2oBS) 22= 4

A Entrada B representa o Terceiro Bit Significativo: (3oBS) 21= 2

A Entrada A representa o Bit menos Significativo : (BmS) 20= 1

A converso entre um Nmero Binrio de 4 bits e o seu correspondente Nmero Decimal feita pela frmula seguinte:Nmero Decimal = D x 23+ C x 22+ B x 21+ A x 20No mundo electrnico, o Mostrador DEL de 7 Segmentos uma das formas para mostrar os Nmeros rabes. Este tipo de Mostrador precede o Mostrador de Matriz de Pontos, que muito utilizado hoje em dia. O Mostrador DEL de 7 Segmentos composto por sete segmentos, Figura 1. Cada segmento um DEL e so combinados para produzir representaes normalizadas dos nmeros decimais rabes.

Figura 1: O Mostrador DEL de 7 SegmentosO Circuito Integrado, CI (IC), do Descodificador entre o DCB (BCD) e os 7 Segmentos DCB, converte as quatro Entradas binrias de A a D em sete Sadas que activam o Mostrador DEL de 7 Segmentos. DCB significa Decimal Codificado em Binrio. A Tabela 1 apresenta a correspondncia entre as Entradas binrias, as Sadas do Descodificador e os nmeros decimais de 0 a 9. A Figura 2 um diagrama do mdulo de mostrador com Descodificador entre o DCB e os 7 Segmentos DCB e o Mostrador DEL de 7 Segmentos.

Tabela 1: Tabela de Verdade conversora entre o DCB e o Descodificador de 7 Segmentos

Figura 2: Diagrama do mdulo de mostrador com Descodificador entre o DCB e os 7 Segmentos DCB e o Mostrador DEL de 7 Segmentos

Mostrador de Cristal Lquido, MCL (LCD) de 7 SegmentosO Mostrador de Cristal Lquido, MCL (LCD), um dispositivo fino e plano, constitudo por pixels de vrias cores ou pixels monocromticos dispostos como uma matriz em frente de uma fonte de Luz ou de um reflector.A Luz propaga-se como uma Onda Electromagntica que vibra num plano perpendicular direco do Raio de Luz. Dentro deste plano, a direco da vibrao , para a Luz normal, aleatria. Num MCL, o polarizador permite a passagem da Luz que vibra em certa direco, assim, digamos que a Luz est polarizada, Figura 3.

Figura 3: A Luz polarizada pelo polarizadorO princpio de operao de um MCL mostrado nas Figuras 4a e 4b. Se no for aplicada uma tenso ao MCL, a Luz que entra pelo topo do mesmo polarizada pelo primeiro polarizador. As camadas das molculas do cristal lquido entre os dois polarizadores guiam a Luz que passa atravs das mesmas com um ngulo de rotao gradual. A direco de vibrao da Luz altera. Quando a Luz passa pela ltima camada de molculas do cristal lquido, a rotao de 90 em relao ao primeiro polarizador, permitindo uma vibrao coincidente com o ngulo do segundo polarizador. A Luz passa atravs do segundo polarizador e reflectida pelo espelho colocado no fundo. A rea coberta pelo segmento apresenta-se clara.

Figura 4a: A onda de Luz polarizada e torcida quando no aplicada tenso

Figura 4b: A onda bloqueada quando aplicada tensoSe uma tenso aplicada entre o primeiro e o segundo polarizador, cria-se um Campo Elctrico entre os mesmos. As molculas do cristal lquido entre os polarizadores alinham-se directamente com a direco do Campo Elctrico. A Luz polarizada passa directamente por todas as camadas das molculas do cristal lquido, vibrando perpendicularmente ao segundo polarizador. Por consequncia, nenhuma Luz passa atravs do segundo polarizador e nenhuma Luz reflectida pelo espelho, pelo que a rea coberta pelo segmento apresenta-se escura.Para evitar que as molculas do cristal lquido se dividam em partculas positivas e negativas, o Mostrador no deve estar ligado a uma Tenso de CC (DC), uma vez que a direco do Campo Elctrico se torna fixo sob a sua aco. Assim, necessita de um sinal de relgio de onda quadrada para inverter a direco do Campo Elctrico.

Mostrador de Matriz de PontosO Mostrador de Matriz de Pontos um dispositivo constitudo por pequenos elementos emissores de luz, dispostos numa matriz de duas dimenses. Alimentando estes elementos, o Mostrador de Matriz de Pontos consegue formar caracteres com maior resoluo do que os dum Mostrador com segmentos.O Mostrador de Matriz de Pontos aceita a entrada de um Nmero Binrio de 7 bits. O sistema mais utilizado na representao dos caracteres o CAPTI (ASCII) (Cdigo Americano Padro para a Troca de Informao). O CAPTI um sistema de codificao de caracteres utilizado na representao das informaes dos caracteres na Electrnica Digital. um cdigo de 7 bits, que utiliza A0 a A6 na representao dos nmeros decimais de 0 a 127, sendo A0 o BmS (LSB) e A6 o BMS (MSB).Os primeiros trinta e dois cdigos (0 a 31) em CAPTI esto reservados para cdigos de controlo de equipamentos informticos (como impressoras). Por exemplo, o cdigo 10 representa a funo de "alimentao de linha" (a impressora avana, no papel, uma linha). A Tabela 1 mostra os caracteres do cdigo CAPTI (ASCII) que podem ser impressos.

Tabela 2: Caracteres do cdigo CAPTI (ASCII) e correspondentes cdigos decimais