UNIVERSIDADE FEDERAL DE CEARÁ

CAMPUS SOBRAL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA

CONVERSOR DE BCD PARA 7 SEGMENTOS ECONVERSOR DE BINÁRIO PARA GRAY

RELATÓRIO Nº 2

Aluno: Antonio Jefferson Cavalcante Araújo

Matrícula: 310021

Disciplina: Eletrônica Digital

Turma: A

Sobral, Maio de 2012

INTRODUÇÃO

Código BCD

O código BCD (Binary Coded Decimal ou Decimal Codificado em Binário) éutilizado para representar os números decimais por meio do seu equivalente em binário.

Em BCD cada algarismo é representado por 4 bits. Isso ocorre porque, emdecimal, temos algarismos de 0 a 9 e o maior desses algarismos necessita de 4 bits paraser representado ( (9)10 = (1001)2 ).

A Tabela 1 apresenta os algarismos do sistema decimal e seus respectivosequivalentes em BCD e 7 segmentos.

Decimal BCD 7 segmentos

0 0000

1 0001

2 0010

3 0011

4 0100

5 0101

6 0110

7 0111

8 1000

9 1001

Tabela 1 – Equivalência entre sistema decimal, código BCD e 7 segmentos

Display de 7 Segmentos

O display de 7 segmentos é um dispositivo formado por um conjunto de seteLEDs (Light Emitting Diode ou Diodo Emissor de Luz) e é utilizado para representar osalgarismos do sistema decimal (0 a 9) e alguns outros símbolos. Os LEDs do displaysão representados por letras de a a f.

Os displays podem ser de dois tipos: cátodo comum ou anodo comum.

Como os LEDs são diodos, eles possuem anodos e catodos conforme a Fig. 1.

Fig. 1 - Anodo e catodo de um diodo

No display do tipo cátodo comum, os catodos de todos os LEDs são interligadosentre si e ligados ao GND. Como os catodos estão ligados ao GND, para que um LEDseja ligado, deve-se aplicar uma tensão de nível lógico alto no anodo do LED emquestão. Já no display do tipo anodo comum, os LEDs são interligados entre si e ligadosao Vcc. Por isso, para que um LED seja ligado, deve-se aplicar uma tensão de nívellógico baixo no catodo do LED.

A configuração de cada tipo de display é apresentada na Fig. 2.

Fig. 2 - Configuração dos displays de 7 segmentos do tipo catodo e anodo comum

Código Gray

O código Gray é similar ao sistema binário, entretanto, no código Gray, entre umnúmero e outro há apenas a mudança de apenas um bit.

A Tabela 2 apresenta números decimal e seus respectivos equivalentes embinário e Gray.

Decimal Binário Código Gray

0 0000 0000

1 0001 0001

2 0010 0011

3 0011 0010

4 0100 0110

5 0101 0111

6 0110 0101

7 0111 0100

8 1000 1100

9 1001 1101

10 1010 1111

11 1011 1110

12 1100 1010

13 1101 1011

14 1110 1001

15 1111 1100

Tabela 2 – Equivalência entre decimal, binário e código Gray

OBJETIVOS

• Familiarização com os circuitos digitais combinacionais;

• Projetar, simular e montar um conversor de código BCD para 7 segmentos;

• Projetar e simular um conversor de código binário para Gray.

MATERIAL NECESSÁRIO

• 1 protoboard

• 7 resistores

• 1 display de 7 segmentos

• CIs 7404 (porta lógica NOT), 7432 (porta lógica OR) e 7408 (porta lógi-

ca AND)

• 1 fonte de alimentação CC

PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Parte 1 - Decodificador BCD - 7 segmentos

A Fig. 3 apresenta um esquema prático de um display de 7 segmentos.

Fig. 3 - Esquema prático de um display de 7 segmentos

Inicialmente, projetou-se um decodificador BCD - 7 segmentos de 2 bits, ouseja, aplicável apenas aos números decimais de 0 a 3.

A Tabela 3 consiste na tabela verdade do decodificador em questão.

DEC

Entradas -BCD

Saídas – 7 Segmentos

C D a b c d e f g

0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

1 0 1 0 1 1 0 0 0 0

2 1 0 1 1 0 1 1 0 1

3 1 1 1 1 1 1 0 0 1

Tabela 3 - Tabela verdade do decodificador de BCD para 7 segmentos de 2 bits

Posteriormente, projetou-se um decodificador BCD - 7 segmentos de 4 bits,permitindo converter números de 0 a 9.

A Tabela 4 consiste na tabela verdade do decodificador em questão.

DEC Entradas - BCD Saídas – 7 Segmentos

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

Tabela 4 - Tabela verdade do decodificador de BCD para 7 segmentos de 4 bits

Para escrever as expressões booleanas de cada saída (segmento) em sua formamínima, utilizamos o mapa de Veitch - Karnaugh, conforme ilustra a Fig. 4.

Para a construção do circuito do decodificador foram utilizados 5 CIs 7432(porta lógica OR), 3 CIs 7408 (porta lógica AND) e 1 CI 7404 (porta lógica NOT).Poderiam ter sido usados também o CI 7447 (decodificador anodo comum) ou o CI7448 (decodificador catodo comum).

Fig. 4 - Mapa de Veitch - Karnaugh para o decodificador de BCD para 7 segmentos de 4 bits

Parte 2 - Decodificador binário - Gray

O decodificador binário - Gray foi simulado no software Proteus®, entretantonão foi montado em protoboard.

A Tabela 5 consiste na tabela verdade do decodificador em questão.

DECEntradas - Binário Saídas - Gray

A B C D X Y Z W

0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 1 0 0 0 1

2 0 0 1 0 0 0 1 1

3 0 0 1 1 0 0 1 0

4 0 1 0 0 0 1 1 0

5 0 1 0 1 0 1 1 1

6 0 1 1 0 0 1 0 1

7 0 1 1 1 0 1 0 0

8 1 0 0 0 1 1 0 0

9 1 0 0 1 1 1 0 1

10 1 0 1 0 1 1 1 1

11 1 0 1 1 1 1 1 0

12 1 1 0 0 1 0 1 0

13 1 1 0 1 1 0 1 1

14 1 1 1 0 1 0 0 1

15 1 1 1 1 1 1 0 0

Tabela 5 - Tabela verdade do decodificador de binário para código Gray

Para escrever as expressões booleanas de cada saída (LED) em sua formamínima, utilizamos o mapa de Veitch - Karnaugh, conforme ilustra a Fig. 5.

Fig. 5 - Mapa de Veitch - Karnaugh para o decodificador de binário para código Gray

RESULTADOS EXPERIMENTAIS

As figuras abaixo mostram a saída apresentada pelo decodificador BCD - 7segmentos para cada conjunto de entradas possíveis.

CONCLUSÃO

Este relatório foi de extrema importância para o estudo prático de circuitoscombinacionais e para o estudo da aplicação destes na construção de decodificadores.Além disso, foram revisadas as conversões entre os sistemas decimal, binário, BCD ecódigo Gray, sendo que alguns deles são bastante utilizados em sistemas digitais.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] TOCCI, Ronald J., WIDMER, Neal S., MOSS, Gregory L. SistemasDigitais: princípios e aplicações. 10ª Edição Prentice Hall.[2] CAPUANO, Francisco Gabriel, IDOETA, Ivan V. Elementos de Eletrônica Digital. 30ª

Edição, Érica.[3] MONTEBELLER, José Sidney. Apostila Eletrônica II - Faculdadede Engenharia de Sorocaba.

ANEXOS