Cap. 6 — Circuitos
Codificadores e Decodificadores

6.1 / códigos binários

Códigos binários

O processo de codificação digital consiste na definição de um grupo de dígitos binários para representar um conjunto discreto de elementos. Sinteticamente, um código é uma representação simbólica de uma transformação da informação.

Existem diferentes esquemas de codificação, cada um com particularidades, vantagens e desvantagens (não discutidas aqui).

6.1.1 Código BCD (Binary Coded Decimal)

O código BCD representa os dígitos decimais. Existem vários tipos; trataremos do código 8421 BCD, também designado NBCD (Natural Binary Coded Decimal).

6.1.2 Códigos UDC (Unit Distance Code)

Em aplicações onde é desejável que, entre palavras adjacentes, apenas uma posição mude por vez, usa-se um código de distância unitária — o código UDC.

Um código UDC conhecido é o código de Gray de 4 bits:

6.1.3 Códigos alfanuméricos

Quando os elementos discretos incluem, além dos dígitos decimais, caracteres alfabéticos e símbolos especiais, caracteriza-se um código alfanumérico.

O código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) é o mais amplamente usado. Cada palavra possui 8 bits, mas utiliza efetivamente 7 bits para representar 128 sinais:

• 95 sinais gráficos (letras, algarismos, pontuação, sinais matemáticos);
• 33 sinais de controle.

O bit não utilizado (8º bit) pode ser empregado de diferentes formas (por exemplo, paridade).

6.2 / circuitos codificadores

Circuitos codificadores

São circuitos lógicos que aceitam M entradas, em que somente uma entrada é ativada por vez, e ativam as saídas correspondentes à palavra do código de N bits que representa a entrada. A entrada ativada representa o símbolo discreto.

Fig. 6.1 — Circuito codificador típico

Um codificador binário de 8 bits pode ter o comportamento representado pela tabela-verdade:

As entradas são $A_7A_6A_5A_4A_3A_2A_1A_0$; as saídas são $O_2O_1O_0$. A tabela sugere que pelo menos uma entrada sempre estará ativada: a entrada $A_j$ ativada implica a palavra binária de 3 bits equivalente ao decimal j.

Exemplo: CD4511B

Um exemplo típico é o CD4511B — CI com 4 bits de entradas lógicas e 7 bits de saídas lógicas. Funcionalmente, converte as entradas ABCD de um código BCD para as saídas associadas a um display de 7 segmentos.

O display de 7 segmentos é o encapsulamento de 7 LEDs, identificados pelas letras a, b, c, d, e, f, g, que formam caracteres alfanuméricos quando ativados:

Fig. 6.2 — Display de 7 segmentos

Fig. 6.3 — Esquema elétrico da conexão decoder-display

O CD4511 também possui entradas de controle que influenciam a palavra gerada na saída.

6.3 / circuitos decodificadores

Circuitos decodificadores (decoders)

Realizando a operação inversa dos codificadores, os decoders são circuitos lógicos que aceitam N entradas de um código, cada combinação representando uma palavra, e ativam somente uma das M saídas correspondente ao elemento associado àquela palavra.

Fig. 6.4 — Circuito decodificador típico

Um decodificador binário de 3 bits pode ter o comportamento representado pela tabela-verdade:

Como já visto no CD4511, os circuitos integrados operam não somente com sinais lógicos, mas também com sinais de controle:

Fig. 6.5 — Sinal de controle (enable)

O esquema geral de um decoder BCD produzindo saída decimal:

Fig. 6.6 — Decoder BCD-decimal

Datasheets de referência

checkpoint

Teste seus conhecimentos

referências e aprofundamento

Para ir além