Aulas 1e2 Circ Log

31/03/2014

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Circuitos LgicosApresentao

Prof. Davidson Lafitte Firmohttp://www.ppgel.net.br/davidson

[email protected]

So Joo Del Rei, 31 de maro de 2014

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO JOO DEL REIDepartamento de Engenharia Eltrica


Ementa1. Introduo aos sistemas digitais;

2. Sistemas de numerao;

3. Ponto Flutuante IEEE 754;

4. Funes de variveis lgicas;

5. lgebra de Boole;

6. Mapa de Karnaugh;

7. Circuitos combinacionais bsicos;

8. Aritmtica booleana;

9. Introduo aos circuitos sequenciais;

10. Prticas de laboratrio envolvendo circuitos combinacionais e sequenciais.

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BibliografiaBsica TOCCI, R.J. & WIDMER,N.S. Sistemas digitais: princpios e aplicaes. 8a ed, Prentice-

Hall, 2003.

IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de eletrnica digital. 40.ed. So Paulo: rica, 2008.

Floyd, T., Sistemas Digitais: Fundamentos e Aplicaes 9a edio. Editora Bookman(Artmed).

Complementar GAJSKI, Daniel D., Principles of Digital Design, New Jersey: Prentice Hall, 1997.

VAHID, F., Sistemas Digitais: Projeto, Otimizao e HDLS. Artmed, 2008.

Kuphaldt, T. R., Lessons In Electric Circuits, Volume IV Digital. Fourth Edition, last update January 18, 2006. Available in its entirety as part of the Open Book Project collection at: http://www.ibiblio.org/obp/electricCircuits

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Metodologia de avaliao

A avaliao do contedo abordado ser realizada da seguinte forma:

Duas avaliaes tericas sem consulta: Avaliao 1 (P1) 30 pontos 19/05/14

Avaliao 2 (P2) 30 pontos 14/07/14

Listas de exerccios (EX): Aplicadas ao longo do perodo (em casa e em sala de aula) totalizando 10

pontos;

Um trabalho final (TF): composto por um relatrio, simulaes, montagens e apresentao oral, no

valor de 30 pontos. A nota final ser dada por: Obs. Somente ter aprovao o aluno que obtiver 60% de aproveitamento em cada um dos trs itens.

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)TFEXP2P1(TF

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Circuitos LgicosCaptulo 1 Sistema de Numerao e Cdigos

Prof. Davidson Lafitte Firmohttp://www.ppgel.net.br/davidson

[email protected]

So Joo Del Rei, 31 de maro de 2014


Circuitos LgicosSistema de Numerao e Cdigos

Tpicos da aula

1. Introduo eletrnica digital

2. Sistema de numerao binrio

2.1 Converses

3. Sistema de numerao octal

3.1 Converses

4. Sistema de numerao hexadecimal

4.1 Converses

5. Cdigo BCD

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1. Introduo

Um mundo analgico

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2. Diagrama de um sistema de controle com processamento digital

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Figura 1.2 (a): Levitadoreletromagntico com controle digital




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Figura 1.2 (b): Levitadoreletromagntico com controle digital



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3. Consideraes sobre sistemas de numerao

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Sistemas de numerao: Utilizados pela necessidade de atribuir valores e manipular quantidades.

Sistemas mais utilizados: Decimal Binrio Octal Hexadecimal




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Sistemas de numerao: Utilizados pela necessidade de atribuir valores e manipular quantidades.

Sistemas mais utilizados: Decimal Binrio Octal Atualmente muito pouco utilizado! Hexadecimal



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Sistema de numerao decimal

Sistema mais conhecido Relao com os dedos Composto por 10 smbolos: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 e 9 Sistema posicional Representao por potncia de 10




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Sistema de numerao decimal



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Exemplo: Expresse o nmero 3501,034 como somas de potncias de 10.




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103 102 101 100 10-1 10-2 10-3

3 5 0 1 , 0 3 4



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3 x 103 + 5 x 102 + 0 x 101 + 1 x 100 + 0 x 10-1 + 3 x 10-2 + 4 x 10-3

103 102 101 100 10-1 10-2 10-3

3 5 0 1 , 0 3 4




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3 x 103 + 5 x 102 + 0 x 101 + 1 x 100 + 0 x 10-1 + 3 x 10-2 + 4 x 10-3

3000 + 500 + 0 + 1 + 0 + 0,03 + 0,004

103 102 101 100 10-1 10-2 10-3

3 5 0 1 , 0 3 4



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Contagem decimal




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Contagem decimal: A questo dos dgitos

N dgitos 10N nmeros diferentes!



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0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Com um dgito decimal podemos contar de 0 a 9, com um total de 10 nmeros diferentes!




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0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0

Com um dgito decimal podemos contar de 0 a 9, com um total de 10 nmeros diferentes!

Para N dgitos, podemos contar de 0 a 10N - 1



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Exemplo: Qual o maior nmero que podemos expressar com um sistema decimal de 4 dgitos?




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Exemplo: Qual o maior nmero que podemos expressar com um sistema decimal de 4 dgitos?

9999110 :por dado serr maior valo O 4



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Sistema de numerao binrio

Sistema utilizado em eletrnica digital Composto por 2 smbolos: 0 e 1 Sistema posicional Representao por potncia de 2




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Sistema de numerao binrio



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Exemplo: Expresse o nmero binrio 1101,101 como somas de potncias de 2.

23 22 21 20 2-1 2-2 2-3

1 1 0 1 , 1 0 1




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1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3

23 22 21 20 2-1 2-2 2-3

1 1 0 1 , 1 0 1



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1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3

8 + 4 + 0 + 1 + 0,5 + 0 + 0,125

23 22 21 20 2-1 2-2 2-3

1 1 0 1 , 1 0 1




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1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3

8 + 4 + 0 + 1 + 0,5 + 0 + 0,12513,625

23 22 21 20 2-1 2-2 2-3

1 1 0 1 , 1 0 1



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Trabalho com nmeros representados em vrias bases!




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1001 Nmero decimal

1001 Nmero binrio



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Uso de subscrito para identificao

1001 Nmero decimal

1001 Nmero binrio




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Uso de subscrito para identificao

100110 Nmero decimal

10012 Nmero binrio



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Contagem binria

Sistema equivalente contagem decimal




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Contagem binria



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Contagem binria

A quantidade de valores e o mximo valor representado dependem da quantidade de bits disponveis!




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Contagem binria

A quantidade de valores e o mximo valor representado dependem da quantidade de bits disponveis!

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:ser dorepresenta nmeromaior O

sdisponvei dgitos de nmero o representa N que em ,2

:contagens de Nmero

N

N



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Exemplo: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 8 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?




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valorespossveis 2562

:contagens de Nmero

8



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25512

:ser dorepresenta nmeromaior O

valorespossveis 2562

:contagens de Nmero

8

8




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Exerccio: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 16 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?



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Exerccio: Em um equipamento de instrumentao a grandeza medida pode apresentar valores decimais inteiros que variam de 0 a 100010. Quantos bits so necessrios para representar esse nmero? E se a variao fosse de 0 a 102410?




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(a)



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(b)



4. Representao de quantidades binrias

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Representao utilizando qualquer dispositivo de dois estados! Carto perfurado Estado de rels Chave fechada ou aberta Luz acesa ou apagada Termostato aberto ou fechado Fusvel queimado ou no Transistor em corte ou saturao



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Nveis de tenso

0 e 1 V 0 e 5 V 0 e 10 V 0 e 24 V




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Nveis de tenso



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5. Diagramas de tempo

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Mostra a variao do sinal digital com o tempo!




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mostra a variao do sinal digital com o tempo!



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grfico tenso x tempo




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relaciona sinais digitais

Diagrama de tempo de um circuito lgico



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Diagrama de tempo de um circuito lgico

relaciona sinais digitais til para verificao de

defeitos



6. Transmisso paralela e serial

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Considere a situao em que necessita-se de transmitir informao de um sistema digital para outro!



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Considere a situao em que necessita-se de transmitir informao de um sistema digital para outro! Basicamente duas formas:

Paralela Serial




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7. Memria

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Necessidade de guardar informao! Magntico ptico Circuitos de reteno (flip-flops, latches, capacitores, ...)



7. Memria

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8. Computadores Digitais

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Sistema que manipula dados digitais (atualmente em forma binria!).

Conceitos importantes:

Hardware Software




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Partes principais de um computador:



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Partes principais de um computador:




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Tipos de computadores

microcomputador Mainframes



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Uso geral Dedicados




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Uso geral Dedicados

microcontroladores



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Tpicos da prxima aulaCaptulo 2:

Sistema de numerao e cdigos

Binrio

Octal

Hexadecimal

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