Exercícios de Eletrônica digital. Questões de Múltipla Escolha

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1 1 Identifique do que se trata o circuito abaixo: (A) MUX 4:1 (B) DEMUX 1:8 (C) Codificador Decimal p/ Binário (D) Decodificador BCD p/ Disp. de 7 segmentos (E) Decodificador Binário p/ Decimal (F) MUX 8:1 (G) DEMUX 1:4 Exercícios de Eletrônica digital Questões de Múltipla Escolha 2- Analisando o circuito do exercício 1, qual é o bit de seleção menos significativo (LSB)? (A) S0 (B) S1 (C) S2 (D) Z (E) I0 (F) I7 (G) E 3- De acordo com o circuito, o que acontecerá com a saída Z se E for jogado em 1? (A) A saída ficará sempre em 0, porque o E é o Strobe/Enable e funciona com lógica invertida; (B) A saída ficará sempre em 1, porque o E é o Strobe/Enable e não funciona com lógica invertida; (C) A saída dependerá da entrada que estiver selecionada pelos bits de seleção; (D) O circuito irá queimar, pois Vcc estará em curto com GND. 4 O CI abaixo é um MUX 8:1 em forma de CI. Qual será a tabela-verdade da saída do MUX? Obs.: A é o LSB C B A Z0 Z1 Z Z A tabela-verdade correta do MUX é: Z0, Z1, Z2 ou Z3?

2 Analise a figura a seguir para responder às próximas questões: 5 Qual é o CI que está interligando os PCs à Impressora? (A) MUX 4:1 (B) DEMUX 1:8 (C) Codificador Decimal p/ Binário (D) Decodificador BCD p/ Disp. de 7 segmentos (E) Decodificador Binário p/ Decimal (F) MUX 8:1 (G) DEMUX 1:4 6 Escreva com suas palavras como o circuito funciona 7 Explique o que o circuito abaixo está fazendo. 8 Utilizando o circuito da questão 7, explique por que os 3 bits de seleção do MUX nº 3 estão em curto.

3 9 No lugar do MUX nº 3, seria possível inserirmos um MUX de 2 canais? Analise o MUX abaixo e responda às próximas questões: 10 Preste atenção no MUX acima e no pino de habilitação (Enable/Strobe), que está ligado em um circuito com portas lógicas com 3 entradas, A, B e C. Os bits de seleção do MUX estão em CHA, CHB, CHC e CHD, sendo CHA o MSB. Preencha a tabela abaixo preenchendo os campos vazio, analisando o comportamento do MUX. EX é o número da entrada selecionada, se houver. A B C Estado Strobe ChA MSB ChB ChC ChD LSB E X Estado Saída W

4 11 Simplifique as saídas da tabela-verdade abaixo pelo método de Mapa de Karnaugh: A B C D Z0 Z X X X X X X X X X 12 A tabela-verdade a seguir se trata de qual circuito que conhecemos? (A) Multiplexador (B) Demultiplexador (C) Codificador (D) Decodificador (E) Circuito Digital comum sem função

5 13 Descreva com suas palavras qual a função que o Demux abaixo está realizando 14 Projete um Codificador de Decimal para Binário de 3 bits (de CH0 até CH7). 15 Marque V ou F para as afirmações abaixo: ( ) Em um codificador decimal p\ binário, apenas uma entrada é acionada de cada vez; ( ) Em um decodificador binário p\ decimal, apenas uma saída é acionada de cada vez; ( ) Em um decodificador BCD p\ Display de 7 segmentos, uma saída é acionada de cada vez; ( ) No display de 7 segmentos Catodo comum, o pino comum deve ser ligado em nível lógico baixo; ( ) Um Demultiplexador pode ser considerado um circuito que converte sinais seriais em paralelo; ( ) Um MUX pode ser considerado como um circuito que converte sinais seriais em paralelo; ( ) O maior inconveniente da comunicação paralela é a interferência eletromagnética entre os fios; ( ) O maior inconvenientes da comunicação serial é a interferência eletromagnética entre os fios; ( ) A comunicação Serial usa geralmente apenas 2 fios, um para transmissão e outro para recepção; ( ) A comunicação paralela usa vários fios; ( ) Se não fosse o problema da interferência eletromagnética, a comunicação paralela seria muito mais rápida que a serial; ( ) Um codificador transforma um código de difícil entendimento, por exemplo, Binário ou ASCII em um código de fácil entendimento, por exemplo, decimal; ( ) Um decodificador decodifica um código que está em difícil entendimento e o transforma para um de fácil entendimento; ( ) A Porta NOR identifica quando todas as entradas são 0; ( ) A porta NAND identifica quando todas as entradas são 0; ( ) A porta NOR identifica quando qualquer entrada é 0; ( ) A porta NAND identifica quando qualquer entrada é 0; ( ) No circuito da expressão S=A.B+C+D.E, a porta lógica da saída é uma OU de 3 entradas; ( ) No circuito da expressão S=A.B+C+D.E, a porta lógica da saída é uma AND de 3 entradas;

6 16 A sua empresa comprou um toldo automático para proteger uma área contra o sol e contra a chuva. O toldo é composto por um motor, que quando gira em um sentido, arma o toldo e quando gira no outro sentido, recolhe o toldo. Além disso, o toldo também tem duas chaves fim de curso, que identificam quando o toldo está totalmente estendido e totalmente recolhido. Por fim, há dois sensores, um de umidade e o outro de luminosidade, que identificam, respectivamente, quando está chovendo e quando está sol. Se estiver chovendo ou se estiver com sol, o toldo deve armar, abrindo. Caso contrário, o toldo deve manter-se fechado. Todos os sensores enviam 1 quando detectam e 0 quando não detectam, nenhum funciona invertido; Projete um circuito combinacional que automatize o funcionamento do toldo. Simplifique por mapa de karnaugh e faça o desenho do circuito simplificado. 17 Analise as Formas de Onda abaixo e identifique de qual portas lógicas elas pertencem de acordo com o gráfico da saída X: a) b) Resposta: Resposta: c) d) Resposta: Resposta:

7 18 Uma empresa de transporte público de ônibus e caminhões contratou seus serviços para automatizar o portão da garagem onde os veículos ficam durante a noite. Você foi até o local e o que viu foi isto: O que o Sr. Manuel, proprietário da empresa, pediu é que o portão da garagem funcione da seguinte forma: Ao apertar o botão (que possui TRAVA), o portão da garagem abre. Ao pressionar novamente (Soltar), o portão da garagem fecha. Há também três lâmpadas sinalizadoras, que o Sr. Manuel quer que funcione da seguinte forma: L1 acende somente quando o portão estiver totalmente aberto; L2 acende somente quando o portão não estiver nem totalmente aberto e nem totalmente fechado; L3 acende somente quando o portão estiver totalmente fechado. Sr. Manuel, que apesar de ser português de bobo não tem nada, já tinha comprado duas chaves fim de curso para o portão e um Motor de Indução Trifásica de 2cv. Você, enquanto projetista, deverá projetar: Diagrama de força para ligação do motor; Circuito de comando, feito com componentes digitais; Circuito de potência, para interligar o circuito de comando ao de força. Sr. Manuel deseja o desenho de todo o circuito antes que você comece a montá-lo na prática. Ele gosta de planejamento e projeto! Então, mãos a obra, uma vez que Sr. Manuel está lhe pagando muito bem!

8 Respostas: 1 F; 2 A; 3 A; 4 Z1; 5 A; 6 - Temos vários computadores e apenas uma impressora. Portanto, apenas um computador pode utilizar a impressora de cada vez. O MUX 4:1 está permitindo com que esse roteamento aconteça. Os bits de seleção irão decidir qual computador terá o acesso à impressora em cada momento. Assim, poderíamos ter, por exemplo, um circuito que iria fazer esse controle. Assim que o PC quiser fazer alguma impressão, ele irá enviar um sinal para esse circuito, que irá regular os bits de seleção para aquele PC acessar a impressora. Esse é apenas um exemplo de como o circuito pode funcionar. 7 Temos uma associação de Multiplexadores, onde utilizamos 3 Mux de 8 canais para formar 1 Mux de 16 canais. 8 Os bits de seleção do MUX nº 3 estão em curto porque apenas o Canal 0 e o canal 7 do MUX estão sendo utilizados. Assim, se A = 0, o canal 0 é selecionado, se A = 1, logo, teremos nos bits de seleção 111 e o canal 7 será selecionado. Nenhum outro canal além do 0 e do 7 podem ser selecionados nessa situação. 9 Perfeitamente. Como o terceiro MUX fará o papel de selecionar entre os dois primeiros MUX, logo, um MUX de apenas 2 canais poderá fazer essa seleção perfeitamente. Repare que apenas dois canais do MUX nº 3 estão sendo utilizados. Portanto, um MUX de 2 canais poderia servir perfeitamente a esta tarefa A B C Estado Strobe ChA MSB ChB ChC ChD LSB E X Estado Saída W E Mapa fica: Z0) C. D C. D C. D C. D A. B X A. B X A. B X A. B X Exp. Simplificada: Z = BD + ABCD + ABC Usando Boole você pode simplificar ainda mais, colocando A barrado em evidência ou B normal. Z1) C. D C. D C. D C. D A. B 1 0 X 1 A. B X X 1 1 A. B 1 X X 1 A. B Há várias possibilidades de se atingir boas simplificações, todas elas com 3 grupos de 4 elementos. Assim, fica: Primeira Possibilidade: Z = A. B + AC + AD Segunda Possibilidade: Z = B. C + AD + BD Terceira Possibilidade: Z = B. C + AD + AB... etc.

9 12 B Demultiplexador 13 O computador tem apenas uma porta Paralela (no máximo 2, mas normalmente apenas 1) e tem de se comunicar com 4 impressoras diferentes. Para isso, um Demux pode ser empregado para fazer o chaveamento de qual impressora se deseja utilizar no momento. 14 Primeiramente, vamos fazer a tabela-verdade: ENTRADAS SAÍDAS Expressão do Codificador: CH7 CH6CH5 CH4 CH3CH2 CH1 CH0O 2 O 1 O O2 = CH4+CH5+CH6+CH7 O1 = CH2+CH3+CH6+CH7 O0 = CH1+CH3+CH5+CH ( V ) Em um codificador decimal p\ binário, apenas uma entrada é acionada de cada vez; ( V ) Em um decodificador binário p\ decimal, apenas uma saída é acionada de cada vez; ( F ) Em um decodificador BCD p\ Display de 7 segmentos, uma saída é acionada de cada vez; ( V ) No display de 7 segmentos Catodo comum, o pino comum deve ser ligado em nível lógico baixo; ( V ) Um Demultiplexador pode ser considerado um circuito que converte sinais seriais em paralelo; ( F ) Um MUX pode ser considerado como um circuito que converte sinais seriais em paralelo; ( V ) O maior inconveniente da comunicação paralela é a interferência eletromagnética entre os fios; ( F ) O maior inconvenientes da comunicação serial é a interferência eletromagnética entre os fios; ( V ) A comunicação Serial usa geralmente apenas 2 fios, um para transmissão e outro para recepção; ( V ) A comunicação paralela usa vários fios; ( V ) Se não fosse o problema da interferência eletromagnética, a comunicação paralela seria muito mais rápida que a serial; ( F ) Um codificador transforma um código de difícil entendimento, por exemplo, Binário ou ASCII em um código de fácil entendimento, por exemplo, decimal; ( V ) Um decodificador decodifica um código que está em difícil entendimento e o transforma para um de fácil entendimento; ( V ) A Porta NOR identifica quando todas as entradas são 0; ( F ) A porta NAND identifica quando todas as entradas são 0; ( F ) A porta NOR identifica quando qualquer entrada é 0; ( V ) A porta NAND identifica quando qualquer entrada é 0; ( V ) No circuito da expressão S=A.B+C+D.E, a porta lógica da saída é uma OU de 3 entradas; ( F ) No circuito da expressão S=A.B+C+D.E, a porta lógica da saída é uma AND de 3 entradas;

10 16 - Primeiramente, vamos definir as variáveis de entrada e saída. Entrada: A = Fim de curso toldo fechado (recolhido); B = Fim de curso toldo aberto(estendido); C = Sensor de umidade (chuva); D = Sensor de luminosidade (Sol). Saída: S0 = Motor gira no sentido de abrir/estender o toldo; S1 = motor gira no sentido de fechar/recolher o toldo. A B C D S0 S1 Significado da Linha Não está sol (D=0), nem chovendo (C=0) e o toldo está no meio. Recolhe Está sol. Logo, toldo tem de abrir Está chovendo. Toldo tem de abrir Está chovendo e também está sol (chuva e sol, casamento de espanhol) Não está sol nem chovendo. Deve fechar toldo Está sol, logo, toldo deve abrir. Mas já está aberto (B=1) Está chovendo, logo, toldo deve abrir. Mas já está aberto (B=1) Está chovendo e também está sol, logo, toldo deve abrir. Mas já está aberto Toldo fechado, sem chuva nem sol. Mantem fechado Toldo fechado, sem chuva, mas com sol. Abre toldo Toldo fechado, com chuva. Abre Toldo fechado, com chuva e sol. Abre/estende X X As duas chaves fim de curso acionadas simultaneamente? Impossivel! X X Idem acima X X Idem X X Idem. S0) C. D C. D C. D C. D A. B A. B A. B X X X X A. B S 0 = BC + BD > B( C + D) S1) C. D C. D C. D C. D A. B A. B A. B X X X X A. B S 1 = ACD > A + C + D 17) a- Porta OR; b- Porta AND; c- Porta NOR; d- Porta NAND;

11 18 Inicialmente, vamos projetar o circuito de força para acionamento do MIT. Como o motor deverá girar em dois sentidos diferentes (para abrir o portão e para fechar o portão), teremos de fazer um circuito de força de partida direta com reversão, como vemos a seguir: Feito o circuito de força, vamos ao de Comando, que conforme Sr. Manuel pediu, deve ser feito com circuitos digitais. Vamos primeiro analisar o que temos em mãos: 1 botão, 2 chaves fim de curso, 1 MIT e 3 lâmpadas sinalizadoras. Portanto, é fácil constatar que nosso circuito terá 3 entradas (Botão e as 2 chaves fim de curso) e 5 saídas (duas para o motor (sentido horário e anti-horário) e 3 para as lâmpadas. Convencionaremos assim: A = botão, B = chave fim de curso superior, C = chave fim de curso inferior, S0 = Motor girando no sentido de abrir o portão, S1 = Motor girando no sentido de fechar o portão, S2 = L1, S3 = L2, S4 = L3. Agora que já convencionamos, vamos montar a tabela-verdade: A B C S0 S1 S2 L1 S3 L2 S4 L3 Interpretação da linha Botão está solto, Motor deve fechar. Portão está no meio. Fecha Botão solto, Motor deve fechar. Mas portão já está fechado (C=1). Logo, não precisa ligar o motor Botão solto, motor deve fechar. Portão está totalmente aberto. Então, fecha X X X X X Botão está solto, motor deve fechar. Mas as duas chaves fim de curso estão pressionadas ao mesmo tempo. Impossível Botão pressionado, portão deve abrir. Portão está no meio. Então abre Botão pressionado, portão deve abrir. Portão está fechado. Então abre Botão pressionado, portão deve abrir. Portão já está aberto. Logo, não liga o motor X X X X X Botão pressionado, mas duas chaves fim de curso pressionadas? Condição irrelevante por ser impossível.

12 Agora, fazendo o mapa de karnaugh para obtermos a expressão simplificada de cada saída: S0 A. B C C 0 0 A. B 1 1 S 0 = A. B S1 A. B C C 1 0 A. B 1 X A. B 0 0 S 1 = AC. ou S 1 = A + C S2 A. B C C 0 0 A. B 1 X A. B 1 X A. B 0 0 S 2 = B S3 A. B C C 1 0 A. B 1 0 S 3 = B. Cou S 3 = B + C S4 A. B C C 0 1 A. B 0 1 S 4 = C Agora vamos desenhar o circuito: Assim, nosso projeto finalizará da seguinte forma: Aqui, diagrama de força e fonte:

13 A seguir, temos a parte de comando, feita com portas lógicas, e a parte de potência, que é o acionamento do Motor e das lâmpadas. Projeto concluído. Difícil? Não! Você deve utilizar todos os conhecimentos que possui, tanto em eletrônica digital, quanto em analógica, quanto em eletricidade industrial, para realizar seus projetos. Lembre-se que um técnico em eletrônica não deve apenas dominar cada uma dessas disciplinas individualmente, mas deve saber como integrálas para atingir um objetivo. A eletrônica digital não existiria sem a analógica, que por sua vez fica extremamente limitada sem a digital. Sem a eletricidade, não teríamos motores, lâmpadas, transformadores, geradores e, portanto, ainda viveríamos sem eletricidade em nossas casas. Uma coisa leva à outra e você deve sempre que possível imaginar possíveis aplicações para aquilo que está aprendendo. Obervação: Muitas das ilustrações de circuitos digitas, como a do Mux, demux, o gráfico das portas lógicas, dentre outras, foram retiradas do site: Algumas das imagens eu editei, traduzindo os textos ou fazendo outras adaptações. As imagens que não foram retiradas do site acima foram criadas por mim no software simulador EWB e editadas no Paint.