Post on 01-Feb-2016
description
Eletrônica Digital
Prof. Gilson Yukio Satosato[at]utfpr[dot]edu[dot]br
Circuitos Combinacionais
Prof. Gilson Yukio Satosato[at]utfpr[dot]edu[dot]br
Circuitos Combinacionais
A saída de um circuito combinacionaldepende somente da sua entrada
Circuito Combinacional
Entrada Saída
Circuitos SeqüenciaisA saída de um circuito seqüencial depende
da sua entrada e do seu estado interno
Circuito Seqüencial
Entrada Saída
Estado Interno
Circuitos Combinacionais
• Exemplos– Encoder e Decoder
– Transcoder ou Conversor de Código– Mux e Demux
– Somador– Comparador
Circuitos Seqüenciais
• Exemplos– Flip-flops– Registradores: paralelo/paralelo,
paralelo/série, série/paralelo, série/série
– Contadores: síncronos e assíncronos– Memórias semicondutoras
Decoder / Decodificador
O decodificador é um circuito que ativa a saída correspondente ao número binário presente na
entrada
Decodergenérico n x m ou 1 de m
A0A1A2
An-1
O0O1O2
Om-1
N entradas
M saídas
Decoder 2x4 ou 1 de 4
0 0 0 10 00 11 01 1
A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 00 1 0 01 0 0 0
A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
Decoder 2x4 ou 1 de 4
0 0 0 10 00 11 01 1
A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 00 1 0 01 0 0 0
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
0
01
1
1
0
1
0
0
0
Decoder 3x8 ou 1 de 8
(Tocci et al., 2007)
Habilitação / Enable• A entrada de HABILITAÇÃO/ENABLE
serve para controlar a operação de um circuito– O pino de Enable permite (habilita) ou impede
(desabilita) a operação do circuito
– Exemplo: no caso dos decoders vistos atéagora, ao desabilitá-los fazemos com que as saídas fiquem sempre em “0”.
Decoder com pino de Enable
A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y
ENABLEEN
0 0 0 10 X X1 0 01 0 11 1 01 1 1
EN A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 00 1 0 01 0 0 0
0 0 0 0
0
0
0
0
0
Decoder com pino de Enable
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
ENABLE
0
0
0
0
0
74xxx139
1 1 1 01 X X0 0 00 0 10 1 00 1 1
E A1 A0 O3 O2 O1 O0
1 1 0 11 0 1 10 1 1 1
1 1 1 1A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y
E EN
74xxx139
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
E 1
74xxx138
x/y
EN&
124
1
2
0
34
5
6
7
E3E2E1
A0A1A2
O0O1
O2
O3O4
O5O6O7
(Tocci et al., 2007)
74xxx138
1 X X X X XX 1 X X X XX X 0 X X X0 0 1 0 0 00 0 1 0 0 10 0 1 0 1 00 0 1 0 1 10 0 1 1 0 00 0 1 1 0 10 0 1 1 1 00 0 1 1 1 1
E1 E2 E3 A2 A1 A0 O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0
1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1
74xxx138
(Tocci et al., 2007)
Exercício
Para o circuito abaixo:
a) Qual saída é ativada quando a entrada é F2h? B2h? EAh? 82h? 19h?
b) Qual a entrada para ativar as saídas O6’? O14’? O17’? O26’?
(Tocci et al., 2007)
Decoder BCD p/ decimal 74xxx42
(Tocci et al., 2007)
74xxx42
(Philips)
74xxx42
(Tocci et al., 2007)
Encoder / Codificador
O codificador é um circuito que fornece na saída o número binário correspondente à entrada
ativada. Somente uma entrada pode estar ativa.
Encodergenérico n x m
A0A1A2
An-1
O0O1O2
Om-1
N entradas
M saídas
Codificador 8 para 3
(Tocci et al., 2007)
Codificador com Prioridade
• O codificador com prioridade elimina uma desvantagem do codificador padrão.
• No codificador com prioridade, mais de uma entrada pode ser ativada ao mesmo tempo.
• A saída é o código da entrada de número mais alto
74xxx147
(Tocci et al., 2007)(Philips)
74xxx147
(Tocci et al., 2007)
74xxx147
(Philips)
74xxx147
Exemplo de utilização
Codificador de chaves decimal para BCD
(Tocci et al., 2007)
Conversores de Código• Conversores de código ou
transcodificadores– Converte o código de entrada no código de
saída
– Exemplo: conversor BCD para 7 segmentos
74HC4511 - Blocos
Driver - Para aumentar a corrente de saída
- Símbolo: (ST)
74HC4511LT’ = Lamp Test
Acende todos segmentos
BI’ = Blank Input
Apaga todos segmentos
LE = Latch Enable
Armazena o dado de entrada presente quando da subida do LE
(ST)
74HC4511
(ST)
74HC4511 - Aplicação
(ST)
Multiplexação
CD
FM
K7
AMP
Seleção
Multiplexação
(Vahid, 2008)
Multiplexador (Mux)
(Tocci et al., 2007)
Multiplexador de 2 entradas
(Tocci et al., 2007)
Multiplexador de 2 entradas
(Vahid, 2008)
74xxx157
(Tocci et al., 2007)
74xxx157
(Tocci et al., 2007)
74xxx157
G1 = Entrada de Seleção
Se “0” deixa passar para as saídas as entradas marcadas com 1’
Se “1” deixa passar para as saídas as entradas marcadas com 1
EN = Entrada de Habilitação
Se “0” habilita o funcionamento do circuito
Se “1” desabilita o circuito e as saídas ficam sempre em “0”
(Philips)
Multiplexador de 4 entradas
(Tocci et al., 2007)
Mux genérico 4 para 1
A0
A1
0
1
I0
I1
I2
I3
1
2
0
3
MUX
S
G 03
I0I1I2I3
0 00 11 01 1
A1 A0 S
Mux de 8 entradas 74xxx151
(Tocci et al., 2007)
74xxx151EN = Entrada de Habilitação
Se “0” habilita o funcionamento do circuito
Se “1” desabilita o circuito, a saída fica sempre em “0” e saída complementada fica em “1”
G = Entradas de Seleção
As três entradas marcadas com G funcionam como um decodificador. Entra o octal que decodificado gera sinais de G0...G7. Esses sinais definem qual entrada vai para saída
(Philips)
74xxx151
(Tocci et al., 2007)
Exemplo• Implementando funções lógicas usando
um multiplexador usando um 74HC151
(Tocci et al., 2007)
Exemplo• Implementando funções lógicas usando
um multiplexador 4 para 1 genérico
A
B
0
1
0
C
1
2
0
3
MUX
S
G 03
1C
1C
(Tocci et al., 2007)
Exemplo• Implementan
do um mux16x1 usando mux 8x1
(Tocci et al., 2007)
Exercício
• Implemente as seguintes funções lógicas usando CIs74HC151
10011110
000001010011100101110111
CBA S01010110
000001010011100101110111
CBA S11001110
000001010011100101110111
CBA S
Exercício
• Implemente as seguintes funções lógicas usando muxgenéricos 4 para 1
10011110
000001010011100101110111
CBA S01010110
000001010011100101110111
CBA S11001110
000001010011100101110111
CBA S
Exercício
• Implemente um mux 8x1 usando muxgenérico 4x1
• Utilizando somente CIs 74HC157 e portas inversoras implemente um mux4x1
Demultiplexador (Demux)
(Tocci et al., 2007)
Demux 1x4 genérico
D 0 0D 0 1D 1 0D 1 1
D A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 0 D0 0 D 00 D 0 0D 0 0 0
A0
A1
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
DX
D
0
1G03
Demux 1x4 genérico
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
D
Demux 8x1 genérico
(Tocci et al., 2007)
74138 como demux
• O 74138 pode ser usado como demux
• O dado de entrada é o resultado E3E2’E1’
x/y
EN&
124
1
2
0
34
5
6
7
E3E2E1
A0A1A2
O0O1
O2
O3O4
O5O6O7
Seleção
Dado
74138 como demux
x/y
EN&
124
1
2
0
34
5
6
7
“1”D“0”
A0A1A2
O0O1
O2
O3O4
O5O6O7
Seleção
74138 como demux - símbolo
DX
&
1
2
0
34
5
6
7
D2D1D0
A0A1A2
O0O1
O2
O3O4
O5O6O7
Seleção
Dado
07
0
2G
Mux + Demux
(Tocci et al., 2007)
Mux + Demux
(Tocci et al., 2007)
Exercício
• Como podemos usar o 74139 como demux?
• Projete um circuito que usando o CIs74139 e portas lógicas funcione como um demux 1x8
Exercício
• Qual a função lógica desse circuito?
• O que ocorreria se S1=0 e S0=1 ?
(Tocci et al., 2007)
Exercício
• Levante a tabela verdade desse circuito
(Tocci et al., 2007)
Comparador
• Compara dois números binários. Suas saídas indicam se os números são iguais ou qual é o maior deles.
• Ex: A=1001 e B=0111 → S= A>B• Ex: A=1001 e B=1100 → S= A<B• Ex: A=1000 e B=1000 → S= A=B
Comparador 74HC85
(Tocci et al., 2007)
Comparador 74HC85
(Tocci et al., 2007)
Comparador 74HC85
Exemplo
Comparando duas palavras (A e B) de quatro bits
(Tocci et al., 2007)
Cascateamento
(Tocci et al., 2007)
Exercício
Qual a função desse circuito ?
(Philips)
Exercício
Qual a função desse circuito ?
(Philips)
Soma binária
(Vahid, 2008)
Meio-Somador
(Vahid, 2008)
Somador Completo
(Vahid, 2008)
Soma binária
(Vahid, 2008)
Somador 74HC283
(Tocci et al., 2007)(Philips)
Cascateamento
(Tocci et al., 2007)
ULA
• ULA = Unidade Lógico Aritmética– Operações lógicas: OU, E, XOR,
complemento, etc. – Operações aritméticas: soma, subtração,
multiplicação, incremento, etc.
• Usada em microprocessadores e microcontroladores
ULA – 74HC382
(Tocci et al., 2007)