EXPERIÊNCIA 8 CIRCUITOS ARITMÉTICOS: SOMADORES SUBTRATORES

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1 MEC UTFPR-CT DAELT CURSO: ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL PROF.: EXPERIÊNCIA 8 CIRCUITOS ARITMÉTICOS: SOMADORES SUBTRATORES 1 DATA REALIZAÇÃO: DATA ENTREGA: ALUNOS: e e Planejamento: Laboratório: Relatório: INTRDUÇÃO Nos computadores, calculadoras, micro controlador e máquinas similares, as operações aritméticas são realizadas por meio de softwares. Tais operações também podem ser feitas por meio de hardware. Os circuitos que realizam estas operações são chamados de circuitos aritméticos e na sua construção, dependendo da complexidade, são utilizados vários CI s tais como portas lógicas, contadores, registradores, somadores e multiplexadores. Este capítulo apresenta alguns circuitos aritméticos, importantes para reforçar os conceitos fundamentais que levam à compreensão dos sistemas digitais mais complexos. OBJETIVOS Implementar um circuito meio somador e verificar o funcionamento; Implementar um circuito somador completo e verificar o funcionamento; Implementar um circuito somador de dois bits e verificar o funcionamento; Implementar um circuito meio subtrator e verificar o funcionamento; Implementar um circuito subtrator completo e verificar o funcionamento; Implementar um circuito subtrator de dois bits e verificar o funcionamento; Implementar um circuito somador/subtrator e verificar o funcionamento; Interpretar o diagrama esquemático e a TV do CI 7483; Fazer aplicação do CI 7483 para fazer operações de soma e subtração. TEMPO PARA REALIZAÇÃO 4 horas

2 2 CONCEITOS A teoria para esta experiência será fundamentada no livro texto da disciplina sobre circuitos aritméticos. Será necessário a interpretação da folha de dados do CI7483 disponível na página pessoal do professor e na Internet, ou em outros sítios. RELAÇÃO DE MATERIAL Qt Descrição 1 LED 1 Fonte de tensão 5V 1 Display 7 segmentos 1 Matriz de contatos 10 Resistores de 1kΩ, 270Ω 1 Multímetro 1 Cabos banana-banana 1 CI 7400, CI 7402, CI Módulo de chaves 1 CI 7408, CI 7432, CI Alicate / pinça 1 CI 7486, CI 7447 ou Fios rígidos para jump METODOLOGIA Ml Para implementar o circuito será feita a concepção da TV relativa a cada objetivo proposto, simplificada a função extraída da TV, para posterior implementação e teste do circuito. M2 Para facilitar o entendimento os primeiros circuitos meio somador e somador completo estão apresentado ao lado das respectivas tabelas, os quais devem ser analisados e entendidos antes de serem implementados na matriz de contatos. M3 Após a implementação dos circuitos meio somador, somador completo, do meio subtrator e do subtrator completo deve-se preservar os circuitos para composição do somador ou subtrator de dois bits. M4 As saídas dos circuitos implementados poderão ser observadas em LEDs ou em display de 7 segmentos. M5 Para a operação se subtração utilizando o CI 7483 será utilizada a propriedade de complemento. Para compor o somador subtrator será utilizado um arranjo de portas X-OU. M6 O acompanhamento para orientação e avaliação será feito nas bancada atribuindo-se o visto em cada conjunto de tarefas executadas. O visto será efetivado na tabela de acompanhamento da realização das tarefas, conforme tabela no final deste roteiro de experiência. É importante que a equipe já venha para o laboratório com os circuitos previamente montados na matriz de contatos.

3 3 PRATICANDO Meio somador P1 Interprete a TV do circuito meio somador, preencha as colunas das saídas da TV. Meio somador ENTRADAS SAÍDAS A B S Ts P2 Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela. P3 Implemente os circuitos que realize as funções obtidas. P4 Verifique o funcionamento dos circuitos. Nota: Não desmonte o circuito implementado para o meio somador, para fazer uso posterior. Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa da experiência sobre meio somador. Somador completo P5 Interprete a TV do circuito somador completo, preencha as colunas das saídas da TV. Somador completo A B Te S Ts

4 4 P6 Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela. P7 Implemente os circuitos que realize as funções obtidas. P8 Verifique o funcionamento dos circuitos. Nota: Não desmonte o circuito implementado, para fazer uso posterior. Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do somador completo. P9 Obtenha um somador completo duas palavras de 2 bits. Faço uso dos circuitos das etapas anteriores meio somador e somador completo para facilitar esta montagem. Reveja o PPT da aula teórica. P10 Faça as seguintes operações: 3+2, 3+1, 2+1, 2+2. Faça uma síntese conclusiva sobre o somador de dois bits. Meio subtrator P11 Interprete a TV do circuito meio subtrator, preencha as colunas das saídas da TV. Meio subtrator ENTRADAS SAÍDAS A B S Ts P12 Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela. P13 Implemente os circuitos que realize as funções obtidas. P14 Verifique o funcionamento dos circuitos. Nota: Não desmonte o circuito meio subtrator implementado, para fazer uso posterior. Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa da experiência sobre meio subtrator.

5 5 Subtrator completo P15 Interprete a TV do circuito subtrator completo, preencha as colunas das saídas da TV. Subtrator completo A B Te S Ts P16 Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela. P17 Implemente os circuitos que realize as funções obtidas. P18 Verifique o funcionamento dos circuitos. Nota: Não desmonte o circuito subtrator completo implementado, para fazer uso posterior. Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do somador completo. P19 Obtenha um subtrator completo de duas palavras de 2 bits. Faço uso dos circuitos das etapas anteriores meio subtrator e subtrator completo para facilitar esta montagem. P20 Faça as seguintes operações: 3-2, 3-1, 2-1, 2-2! Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do subtrator de dois bits.

6 6 P21 Interprete o diagrama esquemático do CI P22 Interprete a TV do CI P23 Implemente um somador de 4 bits utilizando o CI P24 Interprete o circuito da estrutura utilizando portas X OU CI 7486 (inversor controlado) P25 Implemente um subtrator de 4 bits utilizando o CI 7483 combinado com o CI (Veja a orientação da aula teórica) A tabela associada ao circuito arranjado privilegia apenas algumas linhas para o teste do circuito, se necessário alterne mais valores, ou se desejar elabore uma tabela completa para a palavra B. Tabela X-OU - arranjada ENTRADAS SAÍDAS B4 B3 B2 B1 C S1 S2 S3 S Estabeleça uma síntese conclusiva sobre o circuito analisado. P26 Implemente um somador/subtrator de 4 bits utilizando os CI 7483 e P27 Realize as seguintes operações para teste do circuito: a) b) 4 3 c) d) 3 4 e) f) 3 8 g) h) 5 3 Crie outras operações para certificar do funcionamento do circuito.

7 7 QUESTÕES PARA REFLEXÃO Q1 Em que condição se permite utilizar um circuito meio somador? Q2 Quando se faz necessário utilizar um somador completo? Q3 Em que condição se faz possível o uso do meio subtrator? Q4 Quando se faz necessário utilizar um subtrator completo? Q5 Explique como o CI 7483 pode efetuar a operação de subtração. Q6 Projete um circuito somador para palavras de quatro bits utilizando portas lógicas. Q7 Projete um circuito subtrator para palavras de quatro bits utilizando portas lógicas. Q8 Projete um circuito somador/subtrator para duas palavras de três bits utilizando portas lógicas. Q9 Projete um circuito somador subtrator de 8 bits utilizando CIs dedicados! E saídas para display de 7 segmentos. Q10 explique o funcionamento do circuito proposto em Q9. CONCLUSÃO