DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA ELE 1065

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA ELÉTRICA
ELE 1065 - CIRCUITOS DIGITAIS I
selec.
display
clock
Experimento: Multiplexadores e Decodificadores
Segundo semestre 2013
1
Objetivos
Uso de multiplexadores e decodificadores na montagem de circuitos lógicos. Neste experimento serão utilizados dois displays de sete segmentos acionados por apenas um decodificador
BCD-7 segmentos, mais um multiplexador e lógica adicional.
A 4
B 4
2
7
Sel.
mux
BDC-7S
4
74157
7447
Pré-Laboratório
Figura 1: Diagrama de blocos do projeto.
Não se esqueça que o projeto deve ser realizado com antecedência e deve ser fornecida uma
lista CIs antes da realização do experimento. Não esquecer também dos esquemas com
numeração de pinos e listas de ligações.
Vcc
Vcc
R
2.1
Vcc
g f
a b
Acionamento de display de sete segmentos
Deseja-se mostrar em dois displays de sete segmentos os dı́gitos de unidade e de dezena de
uma grandeza qualquer, por exemplo a temperatura numa sala. Os displays não necessariamente precisam estar ativos todo o tempo, podendo ser ligados e desligados com uma
certa frequência, de modo que o olho humano não consiga notar esse chaveamento. Dessa
forma, o display aparece estar sempre ligado, apesar de estar ligando e desligando. Este projeto tem como objetivo usar um multiplexador para acionar dois displays de sete segmentos
alternadamente, utilizando apenas um decodificador BCD-7 segmentos.
O funcionamento do circuito deve ser o seguinte: têm-se como entradas dois dı́gitos BCD
(A e B), que devem ser mostrados em dois displays de 7 segmentos. Um sinal de onda
quadrada seleciona quando cada dı́gito é mostrado em seu respectivo display: quando a
onda quadrada está em nı́vel lógico 1, é mostrado o dı́gito A em um display (e o display
B é desligado); quando a onda quadrada está em nı́vel lógico 0, é mostrado o dı́gito B
em seu display (e o display A é desligado). Note que a onda quadrada deve agir sobre o
multiplexador e sobre os displays de maneira simultânea e sincronizada.
Projete o circuito que implemente essa função a partir do diagrama de blocos da Fig.
1. Note que você deve fornecer o esquema com todas ligações dos CIs utilizados, inclusive
alimentação. Antes de fazer sua lista de ligações leia o item 3.1.
Considere que a onda quadrada será proveniente do gerador de funções e use resistores
de 330 Ω para ligar os segmentos às saı́das do decodificador. Para avaliar o emprego de
resistores na ligação dos LEDs do display, veja a Fig. 2. Você deve ligar o display A com
sete resistores (Fig. 2a) e o display B com apenas um resistor (Fig. 2b). As entradas a até f
do display estão indicadas na Fig. 2c. Ligue apenas um dos pinos da alimentação, deixando
a outra entrada de alimentação em aberto. Preveja o que acontecerá no funcionamento do
circuito quando diferentes números são enviados aos displays.
Para este projeto, você vai precisar dos seguintes componentes:
• 1 Multiplexador 74157 (4 2:1);
• 1 Decodificador BCD-7 segmentos 7447;
1
a
...
...
R
f
g
e
a
a
b
b
g
g
b
c
d
c ponto
e d
Vcc
(a)
(b)
(c)
Figura 2: Display de sete segmentos. (a) ligação com um resistor por LED; (b) ligação com
apenas um resistor; (c) Pinos do display (anodo comum).
• 2 Displays de 7 segmentos anodo comum;
• Portas lógicas para realizar a seleção do display.
Tarefas:
1. Estude os manuais e descreva o funcionamento de cada componente (multiplexador,
decodificador, display), bem como sua função no circuito final. No caso particular do
7447, deixe claro a função das entradas RBI, RBO e LT;
2. Determine qual a função lógica a ser usada na seleção dos displays, explicando-a claramente;
3. Forneça um diagrama de ligações para a montagem do circuito, com interligações entre
os CIs, entradas, saı́das e alimentação, numeração de pinos e uma lista de ligações.
Atenção: coloque em seu esquema todos os componentes, inclusive os resistores e suas
formas de ligação. Lembre-se que você deve ligar cada display de forma diferente.
2
3
Procedimento Experimental
3.1
Acionamento de display de sete segmentos
1. Monte o circuito de acordo com projeto.
(a) Monte inicialmente a ligação entre o decodificador e o display A, sem ligar a
parte de seleção de display. Alimente o display e o decodificador e faça o teste
dos segmentos, levando o sinal LT para zero.
(b) Repita para o display B, mantendo as ligações anteriores.
(c) Monte o multiplexador e faça as ligações deste ao decodificador. Coloque um
dı́gito nas entradas correspondentes a A e um outro diferente a B.
(d) Ajuste uma onda quadrada entre 0 e 5 V e numa frequência baixa (1 Hz), ligue esta
entrada ao circuito e teste o funcionamento. O que deve aparecer nos displays?
(e) Monte por último a parte de seleção do display e teste o circuito completo.
2. Varie a frequência da onda quadrada e verifique o comportamento do circuito. Qual a
mı́nima frequência para que os dı́gitos ‘pareçam’ sempre acesos?
3. Explique o motivo da diferença de brilho entre os displays. Teste com diversos dı́gitos
(por exemplo o 1 e o 8).
4. Descreva os procedimentos e eventuais problemas (e soluções) no relatório.
Deverá ser entregue um relatório por bancada ao final da aula.
3