Prof. Leonardo Augusto Casillo - Ufersa

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO
CURSO: CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
Circuitos Combinacionais MSI – Parte 2
Prof. Leonardo Augusto Casillo

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
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D

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 A 3A 2A 1A 0, que é
denominado palavra A; o outro é B 3B 2B 1B 0, 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 O A>B estará em nível ALTO quando a
magnitude da palavra A for maior qua a magnitude da
palavra B.
◦ A saída O A

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 .
N
entradas
I 0
I 1
I N-1
Entrada de
Dados
MUX
Entrada de
SELEÇÃO
Saída
N=2 M = # 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, um
inversor e uma porta OR.
O circuito tem um total de 16 entradas de
dados, oito aplicadas em cada MUX. As duas
saídas do MUX são combinadas em uma porta
OR para gerar uma única saída X.
O circuito funciona como um MUX de 16
entradas. As quatro entradas de seleção S 3 S 2 S 1
S 0 selecionam uma das 16 entradas para
transferí-la para a saída X.

MUX 16x1
A entrada S 3 determina o MUX que é habilitado.
Quando S 3 = 0, o MUX da parte superior é
habilitado, e as entradas S 2 S 1 S 0 determinam a
entrada de dados que será transmitida para a
saída passando pela porta OR até X.
Quando S 3 = 1, o MUX da parte inferior é
habilitado, e as entradas S 2 S 1 S 0 selecionam
uma das entradas de dados para passar para a
saída X.

Associação de Multiplexadores

Associação de Multiplexadores

Aplicações dom MUX
Circuitos multiplexadores encontram diversas
aplicações em sistemas digitais de todos os
tipos. 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 do
registrador X e colocados nas 8 entradas do MUX.
Um contador de 3 bits (módulo 8) é usado para gerar os bits
do código de seleção S 2 S 1 S 0 de modo que ele cicle de 000 a
111 à medida que os pulsos de clock forem aplicados.
Desse modo, a saída do MUX será X 0 durante o primeiro
período de clock; X 1 durante o segundo e assim por diante.
A saída Z é uma forma de onda que é a representação serial do
dado 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=2 M = # 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 E 1 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.