1 Equacionar e implementar o seguinte dispositivo lógico:

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1 UDESC/CCT/DEE Eletrônica Digital Lista de Exercícios 1 Equacionar e implementar o seguinte dispositivo lógico: Seu funcionamento consiste no registro de uma senha certa de dois bits e na entrada de uma senha de usuário, também de dois bits. O dispositivo deve ter um circuito capaz de acionar a fechadura de uma porta, abrindo-a (nível lógico 1) quando as senhas coincidirem e fechá-la (nível lógico 0) com as senhas diferirem. a) Elabore inicialmente uma tabela verdade, que represente o sistema. b) Defina a função lógica inicial e a otimizada. c) Simule o circuito correspondente e realize os testes. d) Por último, faça a implementação do circuito utilizando CIs no Painel Didático. 2 Projete um circuito, usando portas lógicas, para acionar um semáforo de trânsito como ilustrado a seguir: SW1 SW2 CIRCUITO ACIONADOR DO SEMÁFORO Vermelho Amarelo Verde Entradas Saídas (lâmpadas) Ação Desligado Verde Amarelo Vermelho

2 3 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e no Simulador de ProtoBoard. 4 Realize o teste do CI-74139, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade. 5 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando o CI Depois faça a montagem desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard. 6 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando portas lógicas, conforme a tabela a seguir: 7 - Simule o circuito projetado com o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard. 8 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74138, confira os resultados obtidos na simulação com os gerados com o CI. 9 - Projete e simule um decodificador 4x16, utilizando CIs Projete e simule um circuito, usando portas lógicas, para mostrar um dígito hexadecimal de 0 a F em um display de sete segmentos. 11 Utilizando CIs 7447, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um conversor de BCD para sete segmentos, apresentando um número de dois dígitos nos displays, gerados por dois conjuntos de quatro chaves.

3 12 - Numa indústria existe uma esteira móvel que transporta caixas de 3 tamanhos diferentes. No final da esteira existem 3 sensores óticos (A, B e C ativos em nível 1) que servem para medir o tamanho das caixas (pequena, média e grande). Cada tamanho de caixa tem uma garra específica (GPeq, Gmed e GGrd) que transporta a caixa para o seu local de armazenamento. Deseja-se construir um circuito com portas lógicas para acionar as garras ao longo do tempo, de acordo com a produção das caixas e de seus tamanhos E necessário projetar um circuito lógico para um simples alarme de automóvel. Três chaves são utilizadas para indicar os estados da porta do motorista, ignição e faróis. Há um buzzer que deve emitir um aviso e dois leds (verde e vermelho), para indicar a gravidade do alarme (leve e grave, respectivamente). Faça com que o alarme seja ativado sempre que pelo menos uma condição ocorrer: a) Os faróis estiverem ligados e a ignição desligada (leve); e b) A porta estiver aberta e a ignição ligada (grave). 14 Como devemos proceder para implementar um decodificador 3x8, utilizando o CI 7442? 15 Considere as formas de onda mostradas a seguir. Aplique esses sinais no CI-74138, conforme mostrado a seguir: A A0 B A1 C A2 D E3 Considere que /E1 e /E2 estejam conectadas no nível baixo e desenhe as formas de onda para as oito saídas do CI. 16 Numa lanchonete os possíveis combos combinam refrigerante, batata frita e hamburger, nos tamanhos pequeno e grande. Deseja-se implementar, num drive-thru

4 hipotético, um equipamento para realizar o pedido do usuário, através da seguinte interface: O equipamento deve dar prioridade para o produto de tamanho maior, caso o usuário aperte os dois tamanhos e priorizar o tamanho pequeno, para o caso do usuário não escolher o tamanho do produto. Além disso, o equipamento deve apresentar na cozinha um número de 1 a 8, para indicar o pedido realizado pelo usuário. 17 Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V e nível ZERO = 0V. E D Y 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V 18 Qual das três opções a seguir é a mais recomendada para se implementar uma porta inversora com uma porta NAND TTL? Por que? 19 - Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V e nível ZERO = 0V.

5 X 0V 5V Y 20 Qual das duas opções a seguir é a mais indicada para conectar uma chave ativa em UM a um pino de uma porta TTL? Por que? 21 Considerando a família CMOS, preencha a tabela a seguir: Parâmetro VOH(mín) VOL(máx) VIH(mín) VIL(máx) Margem de ruído para o nível baixo Margem de ruído para o nível alto Valor Pode se dizer que a família CMOS é compatível com a família TTL? Explique sua resposta. 22 Na figura a seguir, o que significam as siglas TP HL e TP LH?

6 23 Considerando os níveis de tensão representados na figura a seguir, calcule a margem de ruído dos circuitos integrados que atendem a essas especificações. 24 Considerando a tabela a seguir, identifique a subfamília TTL mais rápida, a que consome menos energia e a que possui maior margem de ruído.

7 25 Considerando a tabela abaixo, calcule o Fan-out na interface da primeira subfamília lógica acionando a segunda: a) 74 para 74LS b) 74LS para 74AS c) 74AS para 74ALS I IH (máx) = Corrente de entrada máxima em nível alto. I IL (máx) = Corrente de entrada máxima em nível baixo. I OH (máx) = Corrente de saída máxima em nível alto. I OL (máx) = Corrente de saída máxima em nível baixo A figura a seguir ilustra o cruzamento de uma rodovia com uma via de acesso. Sensores detectores de veículos são colocados ao longo das pistas C e D (rodovia) e nas pistas A e B (via de acesso). As saídas desses sensores serão nível BAIXO (0) quando nenhum veículo estiver presente e nível ALTO (1) quando um veículo estiver presente. O sinal de trânsito no cruzamento é controlado de acordo com a seguinte lógica: a) O sinal da direção leste-oeste (L/O) será verde quando as duas pistas C e D estiverem ocupadas;

8 b) O sinal da direção L/O será verde sempre que as pistas C ou D estiverem ocupadas, mas com as A e B desocupadas; c) O sinal da direção norte-sul (N/S) será verde sempre que as duas pistas A e B estiverem ocupadas, mas as pistas C ou D estiverem desocupadas; d) O sinal da direção N/S será verde quando as pistas A ou B estiverem ocupadas e enquanto ambas as pistas C e D estiverem vazias; e) O sinal da direção leste-oeste (L/O) será verde quando não houver veículo presente; e f) Nos casos omissos, C e D tem preferência sobre A e B Projetar um circuito lógico que controle o nível de uma caixa d água colocada no teto de um edifício como ilustrado na figura a seguir. A caixa 1 funciona como reserva e existem os sensores A, B, C e D que dão a indicação do nível de água. A válvula de entrada de água é controlada pelo atuador AT1 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0) e a bomba é controlada pelo atuador AT2 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0).

9 18 Implemente um circuito digital, utilizando CIs comerciais, para indicar em um display (um dígito de 0 a 9) o próximo paciente que será atendido numa enfermaria, obedecendo a seguinte prioridade: Dígito Paciente 9 idosos hipertensos 8 idosos diabéticos 7 idosos com febre 6 idosos 5 bebes com febre 4 bebes 3 crianças com febre 2 crianças 1 adultos com febre 0 adultos 29 - A figura a seguir mostra um teclado de 12 teclas. Sua saída consiste de 7 sinais; um para cada uma das 4 linhas (L1, L2, L3, L4) e um para cada das três colunas (C1, C2, C3). Apertando um botão, duas destas saídas tornam-se nível lógico 1 correspondendo a linha e a coluna do botão pressionado. Por exemplo, pressionando o botão 1, teremos L1 = C1 = 1 e as demais saídas valem zero. Pressionando # teremos L4 = C3 = 1 e assim por diante. Deseja-se que seja projetado um circuito que converta os 7 sinais do teclado em um número binário de 4 bits b3b2b1b0 indicando qual botão foi pressionado. Os botões de 0 a 9 deverão ser codificados de 0000 até 1001 (equivalente binário) enquanto que * será representado por 1010, # por 1011 e o código 1111 indica que nenhum botão foi pressionado em um dado tempo. Projete este circuito que gera esta codificação Projete um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir:

10 31 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse. 32 Realize o teste do CI-74153, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior Projete um circuito Multiplexador de 8 entradas, utilizando o CI Depois faça a simulação desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard Projete e simule um circuito Multiplexador de 8 entradas, utilizando portas lógicas, conforme a tabela a seguir:

11 35 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74151, compare os resultados obtidos com os da simulação anterior Projete e simule um Multiplexador de 16 entradas, utilizando CIs Utilizando o CI-74151, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard a função lógica dada pela tabela a seguir. 38 Projete um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir: S 1 S 2 A 0 A 1 A 2 A E E E E 39 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse. 40 Realize o teste do CI-74155, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior Usando CIs comerciais projete, simule e monte no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um sistema de transmissão de dados com um canal para comunicar palavras de 4 bits. Verifique a ação do sistema para todas as combinações de entradas possíveis.

12 42 Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Demultiplexador de 1x8, utilizando o CI Realize todos os testes necessários para confirmar o funcionamento do circuito. 43 Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Multiplexador com o maior número de entradas para multiplexação possível, utilizando um CI e um CI Realize todos os testes necessários para confirmar o funcionamento do circuito. 44 Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir. Que circuito é esse? A B S C Preencha tabela verdade a seguir, que representa um circuito Somador Completo, conforme apresentado no diagrama:

13 A B Cin S Cout 46 - Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito Somador Completo, usando portas lógicas Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um Somador para 2 bits, utilizando apenas portas lógicas. 48 Realize o teste virtual do CI-7483, utilizando o Simulador de Protoboard para somar dois números de quatro bits. Compare esse CI com os circuitos projetados nos itens anteriores. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados. 49 Implemente no Simulador de Protoboard um circuito que some dois números de oito bits cada. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados.