universidade federal rural do semi-Árido … 4x1 mux 8x1 características multiplexadores de 2, 4,...
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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.