Eletrônica digital IB

Circuito decodificador para display de sete segmentos.

1--) Blocos lógicos elementares  

A tabela abaixo dá o resumo dos blocos elementares para fins de consulta.

Nome	Nome inglês	Símbolo usual	Notação algébrica
E	AND		S = A . B
OU	OR		S = A + B
NÃO	NOT		S = A
OU exclusivo	XOR		S = A Å B
NÃO E	NAND		S = (A . B)
NÃO OU	NOR		S = (A + B)

A função NÃO antes ou depois de outro bloco lógico é representada por um pequeno círculo junto da entrada ou saída. Veja as linhas seguintes. A função OU exclusivo é considerada elementar embora seja, em circuitos práticos, implementada com o uso das anteriores.

2--) Display de 7 segmentos  

O display de 7 segmentos é um dispositivo bastante usado para indicação de valores numéricos.

Desde que ele pode indicar dígitos de 0 a 9 (10 dígitos), a informação binária precisa ter 4 dígitos binários, pois, com três, só oito valores poderiam ser exibidos. Assim, pode-se imaginar um circuito conforme Fig 1.

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

A notação Ø indica valor indiferente (pode ser 0 ou 1), uma vez que não há valor a indicar acima da combinação 9 e 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 na primeira página desta série, 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. E o circuito lógico que converte a entrada para o código é chamado decodificador. A própria entrada de 4 bits ABCD, que tem relação direta com o valor decimal, é também chamada de código BCD.

3--) Diagrama de Veitch Karnaugh para o decodificador do display  

Na página anterior, foram dados exemplos de diagramas de Veitch Karnaugh 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.

Os valores indiferentes (Ø) devem ser colocados. Como podem ser zero ou um, supõem-se valores convenientes para formar grupos os maiores possíveis. Lembrar que, conforme mencionado na página anterior, quanto maior o grupo, menor o número de variáveis e o circuito é mais simplificado.

4--) Circuito do decodificador para o display  

Na Fig 3 abaixo, os circuitos para os segmentos conforme diagrama anterior.

5--) Exemplo de circuito integrado  

É evidente que, com os integrados disponíveis, dificilmente alguém irá montar o circuito anterior. Isso serve apenas para mostrar como funciona.

A Fig 4 dá o diagrama de pinos do decodificador para display CD4511BC da Fairchild Semiconductor.

Notar as entradas ABCD e as saídas acbdefg. V_DD é a tensão de alimentação (3 a 15 V), V_SS é massa. LT é para teste, BI serve para apagar ou modular por pulsos a intensidade dos segmentos e LT permite armazenar 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 e outras.