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Eletrônica Digital X

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Tópicos: Display de 7 Segmentos | Diagrama de Veitch-Karnaugh | Exemplo de Circuito Integrado |

1) Display de 7 Segmentos

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É um dispositivo bastante usado para indicação de valores numéricos. Consiste num arranjo de sete traços cujo destaque visual forma dígitos numéricos e mesmo alguns alfabéticos. A tecnologia pode variar, como leds e cristal líquido para pequenas dimensões ou lâmpadas para os de grande porte.

Desde que pode indicar dígitos de 0 a 9 (10 dígitos), a informação digital precisa de 4 dígitos binários, pois, com três, só oito valores poderiam ser exibidos. Pode-se então imaginar um bloco de circuito conforme Figura 1-I.


Fig 1-I

Nesse circuito, ABCD são as quatro entradas binárias e abcdefg são as saídas para os sete segmentos do display. A tabela de verdade é dada abaixo.

A B C D a b c d e f g
0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0
1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1
3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1
4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1
5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1
6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1
9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
1 0 1 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 0 1 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 0 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 0 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 1 0 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø
1 1 1 1 Ø Ø Ø Ø Ø Ø Ø

A notação Ø indica valor indiferente (pode ser 0 ou 1), uma vez que não há valor a exibir acima da combinação 9. O circuito que fornece as entradas deve evitar combinações nesses casos (algumas vezes, as combinações que sobram, total de seis, são usadas para sinal negativo, sinal de erro e outros).

Conforme mencionado em página anterior, a informação binária não tem necessariamente relação com o número binário que ela representa. Por exemplo, para a combinação 0, abcdef tem 1111110. Esse número binário não é igual ao dígito correspondente no display (0). Isso é, na realidade, um código para o display de sete segmentos. Um circuito lógico que converte uma entrada para o código do dispositivo é denominado decodificador. A própria entrada de 4 bits ABCD, que tem relação direta com o valor decimal, é também chamada de código BCD.


2) Diagrama de Veitch-Karnaugh

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Em páginas anteriores, foram vistos exemplos desses diagramas para circuitos com várias entradas e uma saída. Neste caso são sete, mas, desde que são eletricamente independentes, considera-se que cada saída é um circuito e pode ser elaborado um diagrama para cada.

Saída a → a = A + C + BD + BD
Saída b → b = B + CD + CD

Fig 2-I

Saída c → c = B + C + D
Saída d → d = A + BD + CB + CD + BCD

Fig 2-II

Saída e → e = BD + CD
Saída f → f = A + CD + CB + BD

Fig 2-III

Saída g → g = A + BC + BC + CD

Fig 2-IV

Os valores indiferentes (Ø) devem ser inseridos. Como podem ser zero ou um, supõem-se valores convenientes para formar grupos os maiores possíveis. Conforme mencionado em página anterior, quanto maior o grupo, menor o número de variáveis e o circuito é mais simples. Assim, o circuito lógico do decodificador para o display de 7 segmentos, segundo soluções acima, é dado pela figura a seguir.


Fig 2-V


3) Exemplo de Circuito Integrado

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Diante dos integrados comercialmente disponíveis, dificilmente um circuito de componentes discretos será montado na prática. A Figura 3-I dá o diagrama de pinos do decodificador para display CD4511BC da Fairchild Semiconductor. Pode-se notar as entradas ABCD e as saídas acbdefg.


Fig 3-I

VDDtensão de alimentação (3 a 15 V)
VSSmassa
LTteste
BIapagar ou modular por pulsos a intensidade dos segmentos
LTarmazenar o código da entrada

Entradas não permitidas (valor indiferente nas saídas) produzem saídas nulas. A adição de interfaces analógicas nas saídas (transistores de potência e/ou outros) permite controlar displays de grande porte, como os construídos com lâmpadas fluorescentes.
Referências
Brophy, James J. Basic Electronics for Scientists. USA: McGraw-Hill, 1977.
U. S. Navy. Basic Electronics. Hemus, 1976.

Topo | Rev: Dez/2007