ELETRÔNICA DIGITAL II

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Eliza Zagalo Barroso
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1 ELETRÔNICA DIGITAL II Parte 0 Revisão Professor Michael

2 Analógico x Digital 2

3 Circuitos Lógicos Os circuitos lógicos podem ser classificados em dois tipos: Circuitos Combinacionais: As saídas em qualquer instante de tempo dependem apenas dos valores das entradas nesse instante de tempo. (DIGITAL I) Circuitos Seqüenciais: As saídas em um dado instante de tempo dependem não só dos valores das entradas nesse instante de tempo, mas também dos valores em instantes anteriores: ou seja, estes circuitos possuem memória. (DIGITAL II) 3

4 Sistemas de Numeração Sistema de numeração Decimal Sistema usual de numeração Dígitos: 0,, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 Organização posicional: 2003 = 2x x x0 + 3x0 0 Números são expressos como somas de potências de 0 (a base do sistema decimal) 4

5 Sistemas de Numeração Sistema de numeração BINÁRIO: Dígitos: 0, Organização posicional: 00 2 = x x2 3 + x x2 + x2 0 Números são expressos como somas de potências de 2 (a base do sistema binário); 2 0 = 2 = = = = = = = = 256 ATENÇÃO: 0 2 no sistema binário 0 0 no sistema decimal 5

6 Sistemas de Numeração Contagem binária Exemplo de contagem com 4 elementos no elemento da direita + no elemento da direita + no elemento da direita

7 Sistemas de Numeração Contagem binária Exemplo de contagem com 4 elementos Binário Decimal

8 Sistemas de Numeração BITS E BYTES BIT é o menor elemento do sistema binário Os valores são dispostos da direita para esquerda MSB bit mais significativo LSB bit menos significativo 0000 BYTE é composto por 8 bits 000 BYTE 8

9 Sistemas de Numeração Sistema de numeração Hexadecimal Dígitos: 0,, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F Base 6 Organização posicional: B509 6 = x6 4 + Bx x x6 + 9x6 0 Números são expressos como somas de potências de 6 (a base do sistema hexadecimal) 9

10 Sistemas de Numeração Exemplo de contagem com 4 bits Binário Decimal Hexadecimal A B C D E F 0

11 Conversão de Base Somar 6 n Somar 2 n Converter cada elemento em 4 bits Decimal Binário Hexadecimal 2 Agrupar em 4 bits e converter 6

12 Conversão de Base Nesta unidade curricular utilizaremos principalmente a conversão entre o sistema binário e o decimal (4 bits) Somar 2 n Decimal Binário 2 2

13 Conversão de Base Como trabalhamos geralmente com números binários de 4 bits adaptamos um método para facilitar ao estudante, bastando lembrar da notação posicional BINÁRIO DECIMAL ) Tomamos o nr em binário e escrevemos o valor da notação posicional (8,4,2,) sobre o número binário Ex.: Converter 00 2 para decimal ) Aqueles que tiver nr somo direto = 6 3

14 Conversão de Base DECIMAL BINÁRIO Ex.: Converter 7 0 para binário ) Tomamos o nr em decimal e escrevemos o valor da notação posicional (8,4,2,) sobre o número 2) Verifico quais valores devo Somar para obter o valor desejado. Aqueles que forem utilizados coloco o restante permanece em = = 7 0 4

15 FUNÇÃO AND (E): FUNÇÕES LÓGICAS SÍMBOLO Expressão L = A. B Circuito elétrico equivalente

16 FUNÇÃO AND (E): FUNÇÕES LÓGICAS Exemplo da utilização: L irá ligar () somente se as duas chaves A e B estiverem em nível lógico. 6

17 FUNÇÃO OR (OU): FUNÇÕES LÓGICAS SÍMBOLO Expressão L = A + B Circuito elétrico equivalente 0 7

18 FUNÇÕES LÓGICAS FUNÇÃO NOT (Inversora - NÃO): SÍMBOLO Expressão L = A Lê-se L é igual a A barrado Circuito elétrico equivalente 8

19 FUNÇÃO NAND (NÃO E): SÍMBOLO FUNÇÕES LÓGICAS Expressão L = A. B Linha Linha 2 Linha 3 Linha 4 0 L= A. B L= 0. 0 L= 0 L= L= A. B L= 0. L= 0 L= L= A. B L=. 0 L= 0 L= L= A. B L=. L= L= 0 9

20 FUNÇÕES LÓGICAS FUNÇÃO NOR (NÃO OU): SÍMBOLO Expressão L = A + B 0 0 Linha Linha 2 Linha 3 Linha 4 0 L= A + B L= L= 0 L= L= A + B L= 0 + L= L= 0 L= A + B L= + 0 L= L= 0 L= A + B L= + L= L= 0 20

21 FUNÇÕES LÓGICAS FUNÇÃO XOR (OU EXCLUSIVO): SÍMBOLO Expressão L = A B A B L Expressão L = A.B + A.B 0 0 Linha L= A.B + A.B L= L= L= L = 0 Linha 2 L= A.B + A.B L= L= L= + 0 L = 2

22 FUNÇÕES LÓGICAS FUNÇÃO NXOR (OU EXCLUSIVO NEGADO): A B SÍMBOLO L Expressão L = A B Expressão L = A.B + A.B 0 0 Linha L= A.B + A.B L= L= L= L = 0 L = 22

23 CIRCUITO INTEGRADO Para nossa aplicação, o circuito integrado é o dispositivo que acondiciona as portas lógicas, formados por transistores em pastilhas de material semicondutor Exemplo de um CI 74LS32 (OR) 23

24 CIRCUITO INTEGRADO Exemplos de alguns CIs

25 CIRCUITO INTEGRADO Escalas de Integração 25

26 CIRCUITO INTEGRADO Versões de Circuitos - TTL 26

27 CIRCUITO INTEGRADO Versões de Circuitos - CMOS 27

28 Exemplo DATASHEETS: PORTA LÓGICA AND: 7408 (TTL) ; 408 (CMOS) 28

29 CIRCUITOS COMBINACIONAIS A associação das diferentes funções lógicas nos leva a uma nova função, em que cada combinação das diferentes funções poderemos ter novas funções lógicas que para serem avaliados deve-se inicialmente obter a expressão lógica do circuito; Para obter a nova expressão lógica devemos desenhar o circuito digital e passo a passo ir escrevendo a equação. Isso pode dar um pouco de trabalho no início mas dará uma maior segurança em relação a equação obtida; 29

30 CIRCUITOS COMBINACIONAIS A seguir faremos alguns exemplos de circuitos e da utilização da tabela verdade para avaliar a equação. Para obtermos a expressão lógica do circuito inicialmente escrevemos a expressão de cada porta e depois vamos desenvolvendo no circuito até a saída. A + B C 30

31 CIRCUITOS COMBINACIONAIS Após termos colocado as expressões booleanas de cada porta da entrada (esquerda) podemos continuar a desenvolver as expressões até a saída. Lembre-se sempre de fazer cada etapa não esquecendo a expressão da entrada de cada porta. A + B C = (A + B). C Atenção com o uso do parênteses, sem o qual o resultado seria errôneo. (A + B). C ǂ A + B. C 3

32 L= (A + B). C L= ( 0 + 0). 0 L= ( 0 ). L= 0. L= 0 CIRCUITOS COMBINACIONAIS Tabela Verdade A B C A+B C L = (A+B).C Baseado nas regras obtidas das portas básicas podemos completar a tabela verdade Linha Linha 3 L= (A + B). C L= ( 0 + ). 0 L= ( ). L=. L= Linha 5 L= (A + B). C L= ( + 0). 0 L= ( ). L=. L= Linha 8 L= (A + B). C L= ( + ). L= ( ). 0 L=. 0 L= 0 32

33 CIRCUITOS COMBINACIONAIS Exercício: Obtenha a expressão lógica e monte a tabela verdade de cada circuito A) B) 33

34 MAPAS DE KARNAUGH Fluxograma para desenvolvimento de projetos: Para obtenção e simplificação das expressões lógicas = utilização dos mapas de Karnaug Mapa para 4 variáveis 34

35 Exercícios - Um projetista fez o levantamento das condições lógicas estabelecidas em uma determinada máquina e elaborou uma tabela verdade com as condições impostas pela máquina para acionamento de determinada válvula. Determine a expressão lógica através da tabela verdade, desenhe o circuito digital resultante, aplique o mapa de Karnaugh para simplificação e desenhe o novo circuito. Compare o número de componentes necessários nas duas montagens. 35

36 Exercícios Tabela Verdade: 36

37 Exercícios - Repita o exercício anterior com a seguinte mudança da tabela verdade: 37

38 REFERÊNCIAS Tocci e Widmer.Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações; Floyd. Sistemas Digitais. Fundamentos e Aplicações; Idoeta e Capuano. Elementos de Eletrônica Digital Mairton. Eletrônica Digital. Teoria e Laboratório Notas de aula. Professor Stefano 38

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