1 CIRCUITOS COMBINACIONAIS



Documentos relacionados
CAPÍTULO 1 REVISÃO DE LÓGICA COMBINACIONAL

Introdução. de Eletrônica Digital (Parte II) Universidade Federal de Campina Grande Departamento de Sistemas e Computação. Carga Horária: 60 horas

Álgebra de Boole e Teorema de De Morgan Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 2h/60h

Falso: F = Low voltage: L = 0

Circuitos combinacionais

- Aula CIRCUITOS COMBINACIONAIS

Portas Lógicas (continuação)

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA COLÉGIO TÉCNICO INDUSTRIAL DE SANTA MARIA Curso de Eletrotécnica

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL INSTITUTO DE INFORMÁTICA INF Técnicas Digitais para Computação

Valor lógico UM (Verdade, 1): 5 Volts. Valor lógico ZERO (FALSO, 0): 0 Volts.

Especificação Operacional.

(E) (A) A bobina do rele de tempo dt1 está queimada. (B) A1. (B) A bobina do contator 1K3 está queimada. (C) A2

Portas Lógicas Básicas Prof. Rômulo Calado Pantaleão Camara. Carga Horária: 2h/60h

Circuitos Digitais 144L

CAPÍTULO II. Funções e Portas Lógicas

INFORMATIVO DE PRODUTO

Circuitos Combinacionais

1 Título. 2 Objetivos. 3 - Fundamentos Teóricos. Página 1 de 5 Universidade Federal de Juiz de Fora. Prática 1 Aplicações das Funções Lógicas

REPRESENTAÇÃO DE DADOS EM SISTEMAS DE COMPUTAÇÃO AULA 03 Arquitetura de Computadores Gil Eduardo de Andrade

Faculdade de Computação

ADMINISTRAÇÃO I. Família Pai, mãe, filhos. Criar condições para a perpetuação da espécie

AULA 6 Esquemas Elétricos Básicos das Subestações Elétricas

PROGRAMAÇÃO BÁSICA DE CLP

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

Circuitos Digitais. Engenharia de Automação e Controle Engenharia Elétrica. São Paulo Prof. José dos Santos Garcia Neto

Medição tridimensional

Parte V Linguagem de Programação

Acumuladores hidráulicos

Algoritmos DCC 119. Introdução e Conceitos Básicos

Luis Filipe Baptista ENIDH/DEM 2

MANUAL DE OPERAÇÃO. COMPOSIÇÃO DO TRANSMISSOR (Figura 1) DIVISÃO DESTE MANUAL. Este manual está dividido em duas partes:

Análise de Circuitos Digitais Multiplexadores Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva MULTIPLEXADORES

Figura Ar sangrado do compressor da APU

Modelagem e Simulação

6 Circuitos pneumáticos e hidráulicos

Fundamentos de Teste de Software

15/02/2012. IV.2_Controle e Automação II. Introdução. Conteúdo SENSORES

Manual de utilização do módulo NSE METH 3E4RL

4.3. Máquina de estados: São utilizados em sistemas de complexos, é de fácil transformação para ladder desde que não haja muitas ramificações.

Circuitos Seqüenciais

11. NOÇÕES SOBRE CONFIABILIDADE:

Diretrizes para determinação de intervalos de comprovação para equipamentos de medição.

MANUAL DE OPERAÇÃO MANUTENÇÃO DOSADORES GRAVIMÉTRICOS

INSTRUMENTAÇÃO E CONTROLE DE PROCESSOS TRANSMISSAO E TELEMETRIA

Síntese de Circuitos Combinacionais

Algoritmos e Programação Parte Teórica

Eletrônica Digital para Instrumentação. Herman Lima Jr.

Acionamento através de senha*, cartão de proximidade e biometria. Compatível com fechaduras magnéticas, eletroímãs e cancelas.

PASSFINGER Manual de utilização

INFORMATIVO DE PRODUTO

Definição de Programas de Computadores e Linguagem de Programação de Comutadores

Introdução. Tipos de Válvulas. Eletropneumática Válvulas de Controle Direcional. Válvulas de Controle Direcionais. Fabricio Bertholi Dias

Introdução. Introdução. Objetivos da Aula. Bases Computacionais da Ciência(BC-0005)

Práticas de laboratório de Eletrônica Digital

INFORMATIVO DE PRODUTO

Avaliação de Desempenho de Sistemas

O diagrama ASM contém dois elementos básicos: o bloco de estado e o bloco de decisão.

Válvulas de Segurança 5/2 vias para o Comando de Cilindros Pneumáticos ROSS South America Ltda

SISTEMAS DIGITAIS Universidade Católica - Exercício I

Guia de utilização da notação BPMN

Lógica para a Programação - 1º semestre AULA 01 Prof. André Moraes

Técnicas Digitais TDI

Laboratório de robótica

2. Executar serviços de montagem, remoção e instalação de máquinas, equipamentos, instrumentos, tubulações e acessórios industriais.

Manual do Usuário. Protocolo

CONHECIMENTO ESPECÍFICO

UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE ENGENHARIA ELÉTRICA E INFORMÁTICA

Circuitos de Memória: Tipos e Funcionamento. Fabrício Noveletto

AULA: Introdução à informática Computador Digital

Automatismos Industriais

MANUAL DO GERENCIAMENTO DE RISCO OPERACIONAL

CAPÍTULO 4 CIRCUITOS SEQUENCIAIS II: CONTADORES ASSÍNCRONOS

Tipos de malha de Controle

Dois eventos são disjuntos ou mutuamente exclusivos quando não tem elementos em comum. Isto é, A B = Φ

Prof. Sérgio Rebelo. Curso Profissional Técnico de Eletrónica, Automação e Comando

"SISTEMAS DE COTAGEM"

Engenharia de Software II

CONCEITOS BÁSICOS DE UM SISTEMA OPERATIVO

4. Tarefa 16 Introdução ao Ruído. Objetivo: Método: Capacitações: Módulo Necessário: Análise de PCM e de links

Os motores de CA podem ser monofásicos ou polifásicos. Nesta unidade, estudaremos os motores monofásicos alimentados por uma única fase de CA.

Manual de Instruções Aplicativo Nav Totem. Modo Droid Piloto Estilo Kit Piloto

Aula 3 OS TRANSITÒRIOS DAS REDES ELÉTRICAS

MANUAL PABX 412 BATIK

PROGRAMAÇÃO EM LINGUAGEM LADDER LINGUAGEM DE RELÉS

CONCURSO PÚBLICO PARA PROVIMENTO DE CARGO EFETIVO PROFESSOR DE ENSINO BÁSICO, TÉCNICO E TECNOLÓGICO Edital 11/2015 Campus Muriaé FOLHA DE PROVA

Sistema Multibombas Controle Fixo CFW-11

MANUAL TÉCNICO DA CENTRAL FÊNIX-20L

Fontes de Alimentação

CPF DO CANDIDATO (A): DATA: 17/11/2014. NOME DO CANDIDATO (A): PROVA ESCRITA

9. MANUTENÇÃO DE TRANSFORMADORES:

Algoritmos Estruturas Seqüenciais. José Gustavo de Souza Paiva

ORIENTAÇÕES PARA O PREENCHIMENTO DO QUESTIONÁRIO POR MEIO DA WEB

Eletrônica Digital. Mapa de Karnaugh

5. Uma lousa denominada EPI (registrador de endereço de próxima instrução).

Período: 4º Disciplina: Técnicas e Sistemas Digitais

Modelagem de Circuitos Digitais

Engenharia de Software

Rev. Modificação Data Autor. Especialidade: Autor: CREA / UF Rubrica. Sítio TERMINAL DE PASSAGEIROS. ELETRÔNICA / SDAI Especificação do Documento

TECNOLOGIA EM SEGURANÇA SOLUÇÕES EM ELETRÔNICA

Controle de Acesso Stand Alone Biofinger 22K

Transcrição:

Curso Técnico em Eletrotécnica Disciplina: Automação Predial e Industrial Professor: Ronimack Trajano 1 CIRCUITOS COMBINACIONAIS Um circuito digital é dito combinacional quando em um dado instante de tempo a saída depende única e exclusivamente das combinações das variáveis de entrada, ou seja, o circuito combinacional não é capaz de armazenar valores em "memória", para uso posterior, ou seja, o estado atual das entradas e saídas independe dos estados anteriores. Seu fluxograma é composto de situação, tabela da verdade expressão lógica e circuito. O principal objetivo do estudo de circuitos combinacionais é transformar um determinado problema de controle de um processo industrial em um circuito lógico. O circuito combinacional executa uma expressão lógica através da interligação das várias portas lógicas existentes, sendo que as saídas dependem única e exclusivamente das entradas. No circuito combinacional a expressão lógica descreve uma função ou uma operação a ser concretizada por um circuito eletrônico (ou um software), de forma a resolver um determinado problema. Através do estudo de circuitos combinacionais pode-se compreender o funcionamento de circuitos, tais como: somadores, subtratores, codificadores, decodificadores e outros utilizados na construção de computadores. No circuito combinacional a saída depende única e exclusivamente das combinações entre as variáveis de entrada. A Figura 1 ilustra a seqüência do processo a partir da situação até o circuito final. Figura 1 Fluxograma para solução e desenvolvimento de um circuito combinacional. O funcionamento de todas as portas lógicas básicas e a lógica booleana que descrevem e analisam os circuitos feitos a partir da combinação de portas lógicas podem ser classificados como circuitos lógicos combinacionais porque, em qualquer instante de tempo, o nível lógico da saída do circuito depende da combinação dos níveis lógicos presente nas entradas. Como um circuito combinacional não possui a característica de memória, sua saída depende apenas dos valores atuais das entradas. O circuito combinacional realiza um conjunto de equações booleanas realizando uma determinada operação de processamento da informação, ou seja, a combinação de valores de entrada é vista como uma informação distinta das outras e o conjunto de valores de saídas das Nota de aula adaptada das notas de aula Introdução aos Sistemas Digitais (v.2001/1) de José Luís Güntzel.

operações representa o resultado da operação. Em cada circuito pode ser usado a simplificação de circuitos lógicos pelo método de soma de produto, produto das somas ou mapas de Karnaugh. Quanto mais simplificado se apresenta um circuito combinacional, melhores são os resultados de funcionamento do mesmo. Dado um determinado circuito combinacional, se não é feita a simplificação do circuito através dos teoremas de álgebra booleana, este circuito apresentará mais componentes, aumentando o consumo do circuito, bem como a probabilidade de falha em um dos seus componentes e consequentemente falha na operação do circuito combinacional. A Figura 2 apresenta o esquema geral de um circuito combinacional composto pelas variáveis de entrada, o circuito propriamente dito e suas saídas. O circuito pode possuir diversas variáveis de entrada e uma ou mais saídas conforme o caso do projeto. Figura 2 Diagrama genérico de um circuito combinacional. 1.1 PROCEDIMENTO PARA O PROJETO DE UM CIRCUITO COMBINACIONAL O objetivo da análise de um circuito combinacional é determinar seu comportamento. Então, dado o diagrama de um circuito, deseja-se encontrar as equações que descrevem suas saídas. Uma vez encontradas tais equações, pode-se obter a tabela verdade, caso esta seja necessária. O projeto de um circuito combinacional inicia na especificação do problema e culmina no diagrama do circuito (ou no conjunto de equações que o descrevem). Um procedimento genérico para o projeto envolve os seguintes passos: 1. Especificar um símbolo para cada variável de entrada e para cada variável de saída; 2. Determinar o funcionamento de cada variável de saída em função das variáveis de entrada, conforme especificação do problema; 3. Determinar a tabela verdade que traduz a operação das variáveis de entrada e saída; 4. Obter as equações simplificadas através de PdS ou SdP ou Mapa de Karnaugh; 5. Implementar o circuito lógico que satisfaça o problema.

1.1.1 EXEMPLOS Exemplo 01: Suponhamos que você e 2 pilotos estão voando em um avião. Você permanece no local dos passageiros, enquanto os pilotos A e B estão na cabine de comando. Em determinado momento o piloto A se junta a você. Este fato não causa preocupação, ainda temos o piloto B em seu posto. Minutos depois você descobre que o piloto B também se juntou a vocês. Com base em sua habilidade de raciocinar logicamente, você deduz que o avião está sem piloto, e presumivelmente, você soará um alarme de modo que um dos pilotos responderá prontamente à urgência da situação. Alternativamente, suponha que foi fixado no assento de cada piloto um dispositivo eletrônico que fornece: Nível 1 (verdadeiro) - para o assento vazio Nível 0 (falso) - para o assento ocupado. Construiremos um circuito elétrico com dois conjuntos de terminais de entrada e um conjunto de terminais de saída. O circuito deve ter a propriedade: A = 1 - se o piloto A saiu de seu assento (entrada 1) B = 1 - se o piloto B saiu de seu assento (entrada 2) Y = 1 - se o avião esta sem piloto tocar alarme (saída) Para este problema, o sistema é composto por uma saída (alarme) e duas variáveis de entrada (assento 1 e assento 2). Como cada variável (assento) somente pode apresentar dois estados (assento vazio ou assento ocupado), temos para uma lógica binária 2 n combinações possíveis para o circuito. Sendo n=2, teremos então 4 possibilidades para as entradas. Possibilidade 1: A = 0 - se o piloto A está no seu assento B = 0 - se o piloto B está no seu assento Possibilidade 2: A = 0 - se o piloto A está no seu assento B = 1 - se o piloto B está ausente do seu assento Possibilidade 3: A = 1 - se o piloto A está ausente do seu assento B = 0 - se o piloto B está no seu assento Possibilidade 4: A = 1 - se o piloto A está ausente do seu assento B = 1 - se o piloto B está ausente do seu assento Para as combinações apresentadas, o alarme deve atuar quando não houve nenhum piloto nos seus respectivos assentos. Sendo assim, a tabela verdade que representa o problema é a seguinte:

A B Y Y (SdP) 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 A.B Verificamos que a relação entre a ocupação dos 2 assentos e o acionamento do alarme é a mesma de um circuito com 2 chaves em série, isto é, uma porta AND, portanto: Y=A B (Expressão lógica) O circuito lógico que representa a solução para o problema é: Exemplo 02: O desenho abaixo apresenta um processo simples para encher uma caixa d água a partir do bombeamento mento da água de um rio próximo. Os sensores de nível alto (S3), nível intermediário (S2) e de nível baixo (S1) são utilizados para determinar o acionamento do conjunto motobomba (B1) e do alarme (A). Os sensores utilizados são do tipo bóia de nível e funcionam da seguinte forma: A Bóia dessas chaves é basicamente um cilindro oco com uma esfera, que funciona como um micro interruptor. O contato do micro interruptor é do tipo NA (normalmente aberto) e é acionado quando o líquido atinge ou ultrapassa sua posição horizontal. Ou seja: Se houver água sobre ou acima do sensor S1, S2 ou S3, o sensor estará fechado e enviará nível lógico alto para a entrada do circuito combinacional; Caso contrário, se a água estiver abaixo do sensor S1, S2 ou S3, o respectivo sensor estará aberto e não enviará nível lógico alto para a entrada do circuito combinacional. Os sensores S1, S2 e S3 têm a função de controlar o acionamento automático da motobomba para enchimento do reservatório. A motobomba deverá funcionar até que a água atinja o sensor S3. Neste instante, a motobomba deverá ser desligada. Quando a água do reservatório estive abaixo de S1 o alarme deve atuar. Nas condições impossíveis de se ocorrer na prática considerando que os sensores não apresentam defeito, a motobomba deverá ser desligada e o alarme acionado. Considere que haverá sempre água acima do ponto de sucção da bomba, não havendo necessidade de controle da sucção. Projete o circuito de controle de acionamento da motobomba.

Para este problema, o sistema é composto por duas saídas (motobomba e alarme) e três variáveis de entrada (sensores 1, 2 e 3). Como cada variável (sensor) somente pode apresentar dois estados (aberto ou fechado), temos para uma lógica binária 2 n combinações possíveis para o circuito. Sendo n=3, teremos então 8 possibilidades para as entradas. Possibilidade 1: S1 = 0 água abaixo do sensor S1, contato aberto Possibilidade 2: Possibilidade 3: Possibilidade 4: Possibilidade 5: S1 = 0 água abaixo do sensor S1, contato aberto Possibilidade 6:

S1 = 0 água abaixo do sensor S1, contato aberto Possibilidade 7: S1 = 0 água abaixo do sensor S1, contato aberto Possibilidade 8: Observa-se que considerando que não haja defeito nos sensores, as possibilidade 5, 6, 7 e 8, não são possíveis de se ocorrer na prática, tendo em vista que estando o reservatório com um determinado nível, não é possível haver água acima de um sensor superior e para a mesma situação não haver água acima de um sensor inferior. Considerando a seguinte posição dos sensores (S1=0, S2=0, S3=1), esta combinação indicaria que não há água acima dos sensores S1 e S2 e há água acima do sensor S3. Entretanto, esta é uma combinação impossível de se ocorrer, tendo em vista que o sensor S3 está instalado acima dos sensores S1 e S2. Se houver água acima do sensor S3, obrigatoriamente haverá água acima dos sensores S1 e S2 (S1=1, S2=1, S3=1) Para as combinações apresentadas, a motobomba deve funcionar sempre que o reservatório não estiver totalmente cheio, desde que não haja incoerência na operação dos sensores. O alarme deve atuar sempre que o reservatório estiver totalmente vazio ou quando o circuito apresentar alguma incoerência na operação dos sensores. Sendo assim, a tabela verdade que representa o problema é a seguinte: S1 S2 S3 B1 A S3 Saída motobomba (B1) 0 0 0 1 1 1 0 0 0 B1 = S2 S3 + S1 S3 0 0 1 0 1 S1 1 0 0 1 B1 = (S2 + S1) S3 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 S3 Saída Alarme (A) 1 0 1 0 1 1 1 1 1 A = S1 + S2 S3 1 1 0 1 0 S1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 S2