Existe um Código por Trás dos Semáforos!

Os semáforos são dispositivos essenciais em nossas ruas e estradas, coordenando o fluxo de veículos e pedestres para garantir a segurança e a eficiência do tráfego. Por trás de sua aparente simplicidade, há um sistema intricado de lógica digital que controla suas operações. Vamos explorar mais a fundo a tecnologia por trás dos semáforos, especialmente a utilização da lógica BCD (Binary-Coded Decimal) em conjunto com os displays de 7 segmentos.

Entendendo a Lógica BCD:

A lógica BCD é uma técnica de representação de números decimais usando o sistema binário. Ela utiliza grupos de 4 bits para representar cada dígito decimal, variando de 0 a 9. A tabela abaixo exemplifica a representação BCD para os números de 0 a 9:

Decimal	BCD
0	0000
1	0001
2	0010
3	0011
4	0100
5	0101
6	0110
7	0111
8	1000
9	1001

Essa representação permite que os números decimais sejam mapeados de forma direta e eficiente para valores binários.

Aplicação nos Semáforos:

Nos semáforos com displays de 7 segmentos, cada dígito do tempo de exibição é controlado por um conjunto de 4 bits BCD. O diagrama abaixo mostra como cada segmento é acendido para representar os números de 0 a 9:

Esses bits passam por um circuito eletrônico que converte uma entrada de 4 bits para 7 bits, a tabela abaixo mostra todas as combinações possíveis de entrada (os 4 bits binários) e as saídas correspondentes (os 7 segmentos a-g). Vamos representar os 4 bits como A, B, C e D, e os segmentos como a, b, c, d, e, f e g.

Cada linha representa uma combinação específica de entrada binária (A, B, C, D) e a saída correspondente nos segmentos do display de 7 segmentos (a, b, c, d, e, f, g). Essa correspondência permite que os controladores do semáforo convertam facilmente o tempo restante de cada fase (verde, vermelho) em uma sequência de códigos BCD para serem exibidos nos displays de 7 segmentos.

Exemplo de Utilização:

Vamos considerar um semáforo programado para exibir o tempo restante na fase vermelha como um exemplo prático. Se o tempo restante for de 50 segundos, os controladores internos converterão esse valor em seu equivalente BCD (0101 0000) e enviarão essa informação para os displays de 7 segmentos, que então exibirão "50" para os motoristas e pedestres (1011011) para o "5" e (1111011) para o "0".

A lógica BCD e os displays de 7 segmentos são amplamente utilizados em uma variedade de sistemas onde a exibição de números é necessária. Além dos semáforos, eles são comumente encontrados em relógios digitais, displays de temperatura, painéis de controle industriais e muitos outros dispositivos eletrônicos.