COMBINATIONAL DIGITAL CIRCUIT

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1 COMBINATIONAL DIGITAL CIRCUIT Circuito Digital Combinacional M-1115A *Only illustrative image./imagen meramente ilustrativa./ Imagem meramente ilustrativa. EXPERIMENTS MANUAL Manual de Experimentos Manual de Experimentos

2 Conteúdo 1. Objetivos Circuitos Combinacionais Introdução Teórica Experiência Multiplex e Demultiplex Introdução Teórica Experiência 2 - Multiplexador Experiência 3 - Multiplexador / Demultiplexador

3 M-1115A - Combinação Digital: MUX / DEMUX / Somadores 1. Objetivos Verificar experimentalmente o funcionamento da Combinação Digital. 2. Circuitos Combinacionais 2.1 Introdução Teórica Utilizaremos nas próximas experiência circuitos capazes de realizar soma, multiplexação e demultiplexão. O circuito integrado 4008 é capaz de realizar soma em binário que tem 2 entradas, cada uma possuindo 4 bits (A0.. A3 and B0.. B3), onde iremos inserir valores lógicos correspondentes a 0 e 1, e pelas saídas de S0 a S3 teremos a soma destes números em binário. Notemos ainda a presença de um carry de saída (pino 14), pois se inserirmos nas entradas de A0 a A3 o valor 1111 e na entradas B0 a B3 também o valor 1111, na saída perceberemos que o resultado será mais do que os quatro bits de saída suportados, assim o carry assumirá o valor desse último bit. Resumindo: o carry irá passar para nível lógico 1 quando a soma exceder os quatro bits de saída (S0.. S3). Também temos o carry de entrada e nesse caso quando esse pino estiver em nível lógico 1 sua saída terá seu valor acrescido de uma unidade. 2.2 Experiência 1 1. Calcular o resultado em binário nos seguintes caso: a) (1100) + (0001) = b) (0010) + (0001) = c) (1101) + (1101) = d) (1111) + (1111) = e) (1000) + (1000) = f) (0101) + (1010) = 2

4 2. Utilizando o Circuito Integrado 4008, efetue a montagem a seguir: Alimentar o Circuito Integrado com 5 Vdc, borne positivo a Vdd e negativo Vss. Ligar cada pino de entrada (A0~A3 e B0~B3) nas chaves digitais. Conectar o pino C0 ao terra. Ligar as saídas (s0.. s3 ) e o pino 14 (c4-carry de saída) nos leds indicadores. 3. Preencher a seguinte tabela a seguir visualizando o resultado através dos leds de saída: a) A (0001) + B (0001) b) A (1001) + B (1001) c) A (0111) + B (1000) d) A (1000) + B (1000) e) A (0101) + B (1111) f) A (0100) + B (0101) g) A (0001) + B (0010) h) A (1111) + B (0001) i) A (1010) + B (1111) j) A (1111) + B (1111) k) A (1101) + B (0001) l) A(1011) + B (0111) A A B B OBS: A0, B0 BITS MENOS SIGNIFICATIVOS 3

5 CARRY SAÍDA S3 S2 S1 S0 A B C D E F G H I J K L 4. Mantendo a ligação anterior, desconectar o pino carry de entrada C0 que estava aterrado e ligar ao nível lógico 1 (Vdd) e depois preencher a tabela a seguir. a) A(0001) + B(0101) b) A(1001) + B(1001) c) A(1000) + B(0001) d) A(1111) + B(0100) e) A(1111) + B(1111) f) A(1011) + B(1001) A B C D E F CARRY SAÍDA S3 S2 S1 S0 5. Qual a diferença que podemos notar no resultado final?. 4

6 3. Multiplex e Demultiplex 3.1 Introdução Teórica Multiplex e Demultiplex tem grande aplicação na transmissão de dados, o Multiplex é utilizado quando temos várias informações em suas entradas e podemos escolher qual informação será transmitida através de um único canal e o Demultiplex realizará o processo inverso, sendo que a informação presente em sua entrada poderá ser entregue a vários canais de saída. Multiplex - Esquema Simplificado Como podemos perceber, a saída é selecionada através de uma chave com 4 posições, na qual escolhemos quais das informações presente em a, b, c, d irá estar presente na saída. Nos circuitos integrados com esta função necessitamos entrar com um número em binário nos pinos relativos aos bits de seleção, no qual irá através destes selecionar uma das entradas para apresentar-se na saída. Assim temos: 5

7 Percebemos que para quatro entradas, como nesse exemplo, necessitamos de 2 bits para selecionarmos a saída, pois com 2 bits conseguimos ir de 0 a 3 e selecionando assim cada uma das entradas (0,1, 2, 3). Seguindo o mesmo raciocínio, se um multiplex tiver 8 entradas, então teremos 3 bits de seleção para conseguimos ir de 0 a 7. Demultiplex - Esquema Simplificado Assim pelo esquema percebemos que temos um único canal de entrada e que esta informação pode estar presente a uma das quatro saída (a,b,c,d), simplesmente selecionando a chave. Nos circuitos integrados dedicados a esta função também teremos os bits de seleção ao qual nesse caso indicará qual das saídas é que receberá a informação presente na entrada. Esses bits responsáveis pela seleção, internamente são inseridos em portas lógicas onde através da lógica interna serão responsáveis em habilitar uma das entradas ou uma das saídas. O circuito integrado 4051 pode ser usado tanto como multiplexador ou demultiplexador, sendo o terminal I/O comum a ambos (pino 3). O pino Inc (Enable) é barrado o que significa que para um processo ser transferido esse pino deve possuir nível lógico 0, esse CI possui pinos de 0 a 7, significando que podemos ter 8 entradas e escolher qual delas estará presente no terminal de saída (multiplex), ou uma entrada e escolher em quais das 8 saídas a informação estará presente (demultiplex). Para isso temos os pinos A,B e C (9,10,11) responsáveis pela seleção do canal. 6

8 3.2 Experiência 2 - Multiplexador 1. Utilizando primeiramente o ci como multiplexador, iremos seguir os passos a seguir: Alimentar o CI com 5 Vdc (Vdd +) ( Vss -). Ligar os pinos A, B, C, INC, cada um em uma chave lógica. Conectar os terminais de 0 a 7, cada um a uma chave lógica (de preferência em sequência). Ligar a saída I/O (pino 3) a um led de saída. Através das chaves lógicas, inserir os níveis correspondentes a tabela abaixo: Colocar o pino inc em nível lógico 0 (pois se este estiver em nível lógico 1, bloqueará a saída), mudando apenas o pinos a, b, c e preencher a tabela a seguir: C B A z Qual conclusão podemos tirar após ter preenchido esta tabela? 3. Mantendo os pinos de entrada (0..7) no mesmo estado do exercício 1, preencha a tabela abaixo. Essa tabela segue o mesmo procedimento anterior, porém devemos deixar o pino inc em nível lógico 1. C B A z

9 4. Qual conclusão podemos chegar após preenchido esta tabela? 5. Quantos pinos de seleção teríamos em um multiplex de 2 entradas? Qual seria a lógica? 6. Quais os passos a serem seguidos, utilizando o CI 4051 como multiplexador, para termos o canal 6 habilitado na saída? 3.3 Experiência 3 - Multiplexador / Demultiplexador 1. Montaremos o circuito seguindo os seguintes passos: Conectar o pino Vdd dos dois ci (4051 mux e demux) ao + 5Vdc e conectar o pino Vss ao terra de ambos. Ligar os pinos (A, B, C, INC) de ambos os ci cada um a uma chave lógica. Fazer um jumper entre os pinos 3 dos dois circuito. Ligar nas entradas 0, 1, 2 do circuito mux as frequências 1Hz, 10Hz, 100Hz respectivamente. (Esses sinais estão disponíveis abaixo das chaves lógicas) Ligar a saída do demux (pinos 0,1, 2) nos leds de saída para visualização. 8

10 2. Fazendo as entradas a, b, c de ambos os sinais iguais a 0 e deixando o pino inc de ambos em nível lógico 1, o que teremos na saída? 3. Deixando ainda os pinos a, b, c em nível 0 e agora colocando também os pinos inc em nível 0, o que teremos nos leds de saída? Explique o conceito. 4. Como posso ter na saída do canal 0 do demux a frequência de 10Hz? 5. E para termos a frequência de 100Hz na saída 1 do demux? Manual sujeito a alterações sem aviso prévio. Revisão: 00 Data da Emissão:

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