ELETRÔNICA DIGITAL

ELETRÔNICA DIGITAL

Para você que está começando o estudo de circuitos em DIGITAIS usando simuladores congratulações. Este é o caminho. Quero lembrar que as introduções teóricas estão resumidas e que você pode encontrar mais na bibliografia citada abaixo. Cada aula tem uma ou mais experiência virtual usando o simulador MultiSIM e MicroCapPara que você compreenda melhor todos os itens sugerimos que instale no seu computador um dos dois softwares. As aulas são seqüenciais, não "pule" aulas. Para compreender a aula subseqüente é importante entender a anterior. Use o simulador, mas acima de tudo estude com afinco todas as aulas . Além do material aqui disponível procure adquirir um dos livros da bibliografia citada. Boa sorte !!

Rômulo Oliveira Albuquerque

Bibliografia: Elementos de Eletrônica Digital Capuano/Idoeta - Editora Érica

- Circuitos Combinacionais -

Aula 01 Variável Booleana - Funções Lógicas - Portas Lógicas BásicasAula 02 Funções Lógicas - Portas Lógicas BásicasAula 03 Portas Lógicas em Circuitos Integrados Aula 04 Função OU Exclusivo - Função Coincidência - Equivalência entre Portas LógicasAula 05 Aplicações de Circuitos Combinacionais - Somadores bináriosAula 06 Aplicações de Circuitos Combinacionais - Comparador BinárioAula 07 Aplicações de Circuitos Combinacionais - Geração de Produtos Canônicos -MUXAula 08 Aplicações de Circuitos Combinacionais - DEMUXAula 09 FF RS Assíncrono - FF RS com Portas - FF RS com ClockAula 10 FLIP FLOP JK - FLIP FLOP D - FLIP FLOP TAula 11 Contadores Crescente Assíncronos Aula 12 Contador de 0 a 5 - Contador de 0 a 9 - Contador de 00 a 59Aula 13 Registradores de deslocamento - 74194 Simulador Simulador de circuitos integrados digitais em matriz de pontosTecnologia TTL Algumas característica e comparações

Aula02 Índice de Aulas Aula02

ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS AULA01: Funções Booleanas Básicas - Portas Lógicas Básicas BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Conceito de Variável Booleana

Chamamos de variável Booleana a uma variável que pode assumir só duas condições (dois valores). Um exemplo de variável Booleana é uma chave, que só pode estar aberta ou fechada, não existe outra condição. Outro exemplo é uma lâmpada, que só pode estar acesa ou apagada.Em eletrônica digital costumamos associar a uma variável Booleana os símbolos “ 0 “ e “1 “aos estados que a variavel pode assumir. Desta forma lâmpada acesa poderia ser “1 “ e conseqüentemente apagada “ 0 “, mas poderia ser o contrario depende da convenção adotada. Uma variável Booleana pode ser dependente de outras variáveis Booleanas. Por exemplo em resposta à condição de uma chave (variável A) a qual pode estar aberta ou fechada podemos ter a condição de uma lâmpada (variável L) acesa ou apagada. Na Fig01 podemos convencionar que chave aberta A=0, a chave fechada portanto será A=1 da mesma forma teremos para lâmpada apagada L=0 e acesa L=1. Para caracterizar o comportamento lógico estabelecemos o que chamamos de tabela verdade do circuito.

Expressão Booleana: L=A

A L

Aberta(0)Apagada(0

)

Fechada(1)

Acesa(1)

AL

00

11

( a ) ( b )

Figura 01: ( a ) Circuito com chaves ( b ) tabela verdade (TV)

2. Elementos de Álgebra Booleana

Em álgebra Booleana assim como na álgebra comum, as letras são usadas para representar as variáveis. Na Álgebra Booleana usamos letras maiúsculas para representar uma variável Booleana. Uma variável Booleana só pode ter duas condições às quais associaremos os símbolos "0"ou "1". O símbolo = tem usualmente o significado de "'é equivalente", isto é, se o lado direito da equação é 0, então o lado esquerdo também será 0. Desta forma a declaração:

Y=Asignifica que Y é 1 se A é 1, Y é 0 se A for 0.

Na figura 01 usamos uma chave, que representa a variável A se relacionando com a variável L (lâmpada) pela expressão:L=A (observe isso na tabela verdade)

O símbolo Booleano com uma barra acima da variável significa a negação ou o complemento da variável.

Desta forma é lido como não A, portanto se A=1 se A=0

Desta forma =A representa não-não

3. Funções Booleanas e Portas Lógicas

Uma função Booleana relaciona duas ou mais variáveis Booleanas entre si através de uma expressão chamada de Expressão Booleana. Para se implementar na pratica uma função booleana são usadas portas logicas encontradas em C.Is.

3.1. Função E (AND) - Porta E (AND)

Antigamente os circuitos lógicos eram feitos (implementados) com relés, hoje usamos portas lógicas em CI (Circuito Integrado) para realizar uma determinada lógica (determinada função). A seguir mostraremos as principais funções lógicas e as portas lógicas que realizam a lógica da função. As duas chaves chaves, A e B estão ligadas em série para ligar a lâmpada L. A lógica existente é:

Dizemos que esta é uma lógica E (AND em inglês). A porta lógica correspondente é chamada porta E (AND ) e cujo símbolo está representado na Fig03a. A Expressão Booleana é: L = A.B (lê-se A e B , mas por analogia com a operação multiplicação dizemos também A vezes B).

A B L

0 (aberta

)

0 (aberta

)

0 (apagad

a)

0 (aberta

)

1 ( fecha

da)

0 (apagad

a)

1 ( fecha

da)

0 (aberta

)

0 (apagad

a)

1 ( fecha

da)

1 ( fecha

da)

1 ( acesa)

( a ) ( b )

Figura 02: ( a ) circuito com chaves para lógica E ( b ) TV

A seguir os símbolos da porta E (AND) e a sua TV

A B L

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

( a ) ( b )Figura 03: ( a ) Porta E, símbolo ( b ) TV

3.2. Função OU (OR) - Porta OU (OR ) A função OU (OR ) tem a seguinte lógica se pensarmos em termos de

chaves (não esqueça chave aberta, “ 0 “, fechada,“ 1 “ ). A lógica existente é :

Expressão Booleana: L = A+B (Lemos A ou B, mas por analogia com a operação soma dizemos A mais B). A figura04b mostra o símbolo e a figura04c a tabela verdade.

A B L0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

( a ) ( b ) ( c )Figura 04: Função OU ( a ) circuito com chaves ( b ) Porta OU símbolo ( c

) Tabela verdade

3.3. Função Inversão Não (NOT) - Porta Inversora

A função Não (NOT) ou função Inversora dá uma saída que é o complemento (inverso) da entrada.

Expressão Booleana :

A 0 1

( a ) ( b ) ( c )Figura 05: Função inversora - Circuito com chave ( a ) - Porta inversora ( b ) - Tabela verdade ( c )

3.4. Mais Propriedades da Álgebra Booleana

A partir do especificado acima (função E, OU e Inversora) resultam algumas relações importantes:

A.A=A A+A=AA. =0 A+ =1 A.1=A A+1=1A.0=0 A+0=A0.0=0 0+0=01.1=1 0+1=10.1=0 1+1=1

Além disso podemos usar algumas propriedades da álgebra ordinária.

Comutativa Distributiva Associativa A.B = B.A A.(B+C)=A.B+A.C (A.B).C = A.(B.C)

A+B = B+A (A+B)+C=A+(B+C)

3.5. Função NE (NAND) - Porta NE (NAND)

A lógica desta função corresponde à negação da função E (AND ). A Fig06 dá o símbolo da porta lógica e a sua Tabela Verdade .

Expressão Booleana :

( a ) ( b )Figura 6: ( a ) Porta NE - Símbolo ( b ) Tabela verdade

3.6. Função NOU (NOR) - Porta NOU (NOR)

A lógica desta função corresponde à negação da função OU ( NOR ). A Fig07 dá o símbolo da porta lógica e a sua tabela verdade .

Expressão Booleana:

A B L

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

( a ) ( b )Figura 07: Porta NOU - ( a ) Símbolo ( b ) Tabela verdade

4. Teorema de De Morgan

O Teorema de De Morgan é uma ferramenta poderosa usada para simplificar circuitos lógicos e tem como objetivo transformar um produto em uma operação de soma e vice-versa.

e

A B A.B

0 0 0 1 1+1 = 1

0 1 0 1 1+0= 1

1 0 0 1 0+1= 1

1 1 1 0 0+0= 0

Verifique a outra igualdade você preenchendo a tabela a seguir

A B A+B

0 0

0 1

1 0

1 1

.

5. Experiência01 - Portas Lógicas com Chaves

5.1. Abra o arquivo ExpTDC01a (Multisim) ou Exp01.CIR (MicroCap). Inicie a simulação, no caso do Multisim ligue a chave de simulação. Para o MicroCap execute uma analise Dynamic DC.

5.2. Repita o mesmo para ExpTDC01b

Atenção !! Para mudar a posição da chave teclar no teclado a chave correspondente à letra da chave, para o Multisim. Para o MicroCap clique na chave.

ExpTDC01a: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

Chave A Chave B Lâmpada L

Aberta(0) Aberta (0)

Aberta (0)

Fechada(1)

Fechada(1)

Aberta (0)

Fechada(1)

Fechada(1)

( a ) ( b )Fig08: ( a ) Função E executada com chaves ( b ) Tabela verdade

ExpTDC01b: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

Chave A Chave B Lâmpada L

Aberta (0) Aberta (0)

Aberta (0) Fechada (1)

Fechada (1) Aberta (0)

Fechada (1) Fechada (1)

( a ) ( b )Fig09: ( a ) Função OU executada com chaves ( b ) Tabela verdade

ExpTDC01c: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

Chave A L

Aberta (0)

Fechada (1)

( a ) ( b ) Fig10: ( a ) Função NÃO executada com chave ( b ) Tabela verdade

5.1. Conclusões

6. Experiência02 - Portas Lógicas Básicas

6.1. Abra o arquivo ExpTDC02a (Multisim) Ou Exp02.CIR (MicroCap) . Inicie a simulação, no caso do Multisim ligue a chave de simulação. Para o MicroCap execute uma analise Dynamic DC.. Obs: para sinalizar o estado lógico das entradas e da saída existem lâmpadas (Probes) sinalizadoras.

6.2. Repita o mesmo para ExpTDC02b, ExpTDC02c, ExpTDC02d e ExpTDC02e (Multisim) ou Exp02b.CIR (MicroCap)

ExpTDC02a: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

ExpTDC02b: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

ExpTDC02c: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

ExpTDC02d: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

ExpTDC02e: Monte o circuito em seguida preencha a sua TV

A L

0

1

6.3. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS AULA02: Funções Lógicas - Portas Lógica - Obtendo a Expressão Lógica BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Circuito Lógico Combinacional - Tabela Verdade

Correspondem à associação de duas ou mais portas lógicas básicas, executando uma determinada função. Consideremos um circuito lógico com três variáveis de entrada (ABC) e uma de saída (Y), cuja tabela verdade (TV) é conhecida.

Exemplo1:

Linha

A B C Y

1x

x0xxx

x0xxx

x0xxx

x0xx

2 0 0 1 0

3 0 1 0 0

4 0 1 1 1

5 1 0 0 0

6 1 0 1 1

7 1 1 0 0

8 1 1 1 1

Figura 01: Circuito lógico e Tabela Verdade

Observe que a tabela verdade mostra o comportamento do circuito para todas as 8 combinações possíveis das 3 variáveis de entrada. Assim é que na primeira linha temos A=0 B=0 e C=0 a saída responde com Y=0. Na quarta linha temos A=0 B=1 e C=1 para as entradas e Y=1 para a saída e assim por diante.Como implementar (construir) com portas lógicas esse circuito? Qual o circuito? Quantas portas serão necessárias? Quantos Circuito Integrados serão usados?

Para construir um circuito usaremos portas lógicas as quais se encontram em CI's. Não existe um único circuito que tenha a mesma TV (portanto que execute a mesma função). Um dos objetivos de se estudar circuito digitais é podermos construir um sistema com o menor custo possível. Para o exemplo acima, por exemplo uma possível implementação do mesmo seria o circuito a seguir:

Figura 02: Circuito Lógico cuja TV é dada na figura1

Arquivo MicroCap

Atenção!! Observe que serão necessários dois CI's (7432 e 7409), visto que um CI contem somente um tipo de porta lógica.

2. Obtendo a Expressão Lógica a Partir da Tabela Verdade - Soma de Produtos

O circuito da figura02 tem a seguinte expressão lógica:

Y=(A+B).C Essa é a expressão simplificada (mínima).

A expressão máxima (soma de produtos) é obtida através de uma regra bem simples:Onde a função for "1", podemos escrever um produto das variáveis de tal forma que esse produto deva ser igual a "1". Por exemplo a linha 4 vale "1", portanto para essa linha escrevemos:

Isto é, para que o produto seja igual a 1 onde a variável for 0 deveremos complementar a variável.

Na linha 6 da mesma forma:

E na linha 8:

A.B.C

Como a função deve valer 1 para a linha 4 OU linha 6 OU linha 8 então fazemos uma operação OU com todos os produtos:

Caso fossemos implementar o circuito a partir dessa expressão resultaria:

Figura 03: Outra possibilidade para implementar o circuito lógico cuja TV é dada na figura1

Arquivo MicroCap8

Atenção!! Observe que neste caso serão necessários 3 CIs diferentesA expressão acima é a máxima e pode ser minimizada usando algumas das propriedades vistas anteriormente. Por exemplo podemos por em evidência C.A nas duas últimas parcelas:

O que resulta outro circuito.A expressão mínima (circuito da figura2) pode ser obtida usando uma técnica que usa um mapeamento chamado de Mapa de Karnaugh

3. Obtendo a Expressão do Circuito

Podemos ter um problema inverso, isto é, o circuito pode ser especificado e precisamos obter a TV e a expressão Booleana (Expressão lógica). Exemplo2:Seja o circuito a seguir:

Figura 04: Circuito do exemplo2

Para obter a expressão da saída em função das entradas (expressão lógica ou Booleana), a partir das entradas devemos escrever a expressão da saída de cada porta lógica básica encontrada até chegarmos na saída. No exemplo, na

saída da porta E de duas entradas temos A.B = X. Na saída da porta OU temos A+C =Z. X e Z são as entradas da porta NOU, cuja saída é a saída do circuito.

Portanto ou

Figura 05: Circuito da figura4 mostrando as expressões parciais e a expressão da saída.

Para obter a TV deveremos obter a saída (Y) para todas as combinações de entrada. Por exemplo se A=B=C=0 qual será o valor da saída ? Veja figura a seguir para compreender isso:

O que acontece se A=B=C=1 ? Veja figura a seguir para compreender isso:

Figura 06: Circuito da figura4 mostrando as saídas parciais e a saída final para uma dada combinação de entrada.

A primeira e a última linha da TV você já tem. Complete as outras !!

xxCxx xxBxx xxAxx xxYxx

0 0 0 1

0 0 1 xx

0 1 0 xx

0 1 1 xx

1 0 0 xx

1 0 1 xx

1 1 0 xx

1 1 1 0

Clique aqui para ver a resposta Faça o download do arquivo de simulação (MultiSIM) do circuito.

Faça Download do arquivo MicroCap8

Exemplo3: Dada a expressão Booleana obtenha o circuito e a TV.

Primeiramente vamos obter o circuito.

Seja

e então

Precisamos de duas portas E, duas inversoras e uma OU, portanto 3 CI's diferentes.

Resultando o circuito:

Figura 07: Implementação do circuito do Exemplo3

O processo para obter a TV já foi visto colocaremos apenas as respostas.

B A Y

xx0xx xx0xx xx0xx

0 1 1

1 0 1

1 1 0

4. Exercícios Propostos

1) Dada a função

.Pede-se: a) Obter a sua TV b) Implementa-la usando portas lógicas.

2) Idem 1 para a função S= + B +

3)

4) Dada a expressão Booleana S=(A+B).C.(B+D) obter a o circuito.

Obs: Estes exercícios estão no livro Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica5) Dada a TV de um circuito obter a expressão não minimizada (soma de produtos). Em seguida implemente a função com quaisquer porta lógica.

xxCxx xxBxx xxAxx xxYxx

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS AULA03: Portas Lógicas em Circuitos Integrados BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Portas Lógicas em Circuitos Integrados

Na prática as portas lógicas são circuitos com transistores, diodos e resistências, não importando por enquanto como são esses circuitos. Esses circuitos são implementados em circuitos integrados usando basicamente a tecnologia TTL e CMOS (a maioria dos circuitos atuais são CMOS). A seguir apresentaremos alguns exemplos de CI que contém portas lógicas.

1.1. CIRCUITOS INTEGRADOS TTL

CI : 7400 /7410/7420/7404

O CI 7400: Este CI cujo código é 7400 tem um encapsulamento DUAL IN LINE de 14 pinos.Tem 4 portas NAND de duas entradas (as entradas são sempre especificadas pelas letras A, B, C, D, E , etc. Enquanto as saídas são especificadas por Y. Assim é que a primeira porta tem as entradas 1A e 1B e a saída 1Y. O CI necessita de tensão de alimentação entre os pinos 14 (VCC) e 7 (GND). Outras portas: Porta E: 7410 (3 NAND de 3 Entradas ), 7420( 2 NAND de 4 entradas )

Porta Inversora: 7404( HEX Inverter).É importante lembrar que a tensão de alimentação para a família TTL deve ser rigorosamente igual a 5V.

As figuras a seguir mostram a pinagem de alguns destes CI's.

1.2. CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS

Os circuitos integrados CMOS permitem usar uma faixa de tensão de alimentação maior, de 3V a 15V, e em um CI ocupam uma área menor do que o correspondente usando tecnologia TTL, além disso consomem menos potencia. A seguir alguns exemplos.

CI : 4011 /4000 /4009

4011 (Quad 2-In NAND): tem quatro portas NAND de duas entradas .entradas: I1 e I2saída: O1 , Vss=GND

4000 (Dual 3-In NOR and INVERTER).

4009 (Hex INVERTER)



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS Aula04: Função OU Exclusivo - Função Coincidência - Equivalência entre Portas Lógicas BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

Equivalencia Entre Portas Logicas

1. Função OU Exclusivo - Porta OU Exclusivo

Essa função e a porta lógica correspondente formam juntamente com a coincidência outros circuitos básicos de sistemas digitais.

Tabela Verdade Símbolo Expressão Lógica

A B Y

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Arquivo MicroCap8

( a ) ( b )Fig01: Função OU EXCLUSIVO ( a ) Tabela Verdade ( b ) Símbolo da Porta OU EXCLUSIVO e Expressão Lógica

Função COINCIDÊNCIA - Porta COINCIDÊNCIA

Tabela Verdade Símbolo Expressão Lógica

A B Y

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Arquivo MicroCap8

( a ) ( b ) ( c )

Fig02: Função COINCIDÊNCIA ( a ) Tabela Verdade ( b ) Símbolo da Porta COINCIDÊNCIA ( c ) Expressão Lógica

Observar que a relação entre a função OU Exclusivo e a COINCIDÊNCIA é:

2. Equivalência Entre Blocos Lógicos Topo

Quando desejamos construir na prática um circuito lógico deveremos minimizar ao máximo possível os custos, por exemplo diminuindo ao máximo o número de CI's usados. Por outro lado muitas vezes não dispomos de uma determinada porta lógica e mas podemos usar outra porta fazendo a equivalência.

2.1. Obtendo um Inversor a Partir de NE

Para obter uma porta inversora usando porta NE temos as duas possibilidades:

=

( a )

=

( b )Fig03: Equivalência entre portas - Inversor obtido a partir de NE

2.2. Obtendo um Inversor a Partir de NOU

Para obter uma porta inversora usando portas NOU temos as duas possibilidades:

=

( a )

=

( b )

Fig04: Equivalência entre portas - Inversor obtido a partir de NOU

Clique aqui para obter o arquivo MicroCap8

2.3. Obtendo NOU e OU Partir de NE, E e Inversores Topo

Essas equivalências são obtidas considerando o Teorema de De Morgan:

e

=

( a )

=

( b )Fig05: Equivalência entre portas ( a ) obtendo NOU e ( b ) OU a partir de Inversor e NE e E

2.4. Obtendo NE e E Partir de OU, NOU e Inversores

=

( a )

=

( b )Fig06: Equivalência entre portas ( a ) obtendo NE e ( b ) E a partir de

Inversor NOU e OU

Clique aqui para obter o arquivo MicroCap8

3. Experiência0 3: Equivalência Entre Portas - Obtendo o Inversor a Partir de NE ou NOU

3.1. Abra o arquivo ExpTDC03a e identifique os circuitos da figura6. Ative o circuito em seguida verifique a equivalência entre os circuitos levantando a TV dos três circuitos.

Arquivo MicroCap

Fig07: Circuitos para experiência03

Inversor

A L

0

1

Inversor porta NE caso a

A L

0

1

Inversor porta NE caso b

A L

0

1

Inversor

A

L

0

1

xInversor porta NOU caso a

A L

0

1

Inversor porta NOU caso b

A L

0

1

3.2. Conclusões:

4. Experiência04 :Equivalência de Portas - Obtendo NOU e OU Partir de NE, E e Inversores

4.1. Abra o arquivo ExpTDC03b (Multisim) ou ExpTD04.CIR (MicroCap) e identifique os circuitos da figura a seguir. Ative o circuito em seguida verifique a equivalência entre os circuitos levantando a TV dos quatro circuitos.

Fig08: Circuitos para experiência04 Topo

xxPorta NOUxx

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

Circuito Equivalente

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

xxPorta OUxx

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1


A B

0 0

0 1

1 0

1 1

4.2. Conclusões:

5. Experiência05: Equivalência Entre Portas - Obtendo NE e E Partir de OU, NOU e Inversores

5.1. Abra o arquivo ExpTDC03c (Multisim) ou ExpTD05.CIR (MicroCap) identifique os circuitos da figura a seguir. Ative o circuito em seguida verifique a equivalência entre os circuitos levantando a TV dos quatro circuitos.

Fig09: Circuitos para experiência05

Porta NE

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1


A B L

0 0

0 1

1 0

1 1

Porta E

A B L

0 0

0 1

1 0

1 1


A B

0 0

0 1

1 0

1 1

5.2. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS Aula05: Aplicações de Circuitos CombinacionaisBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Somador Binário

O coração de um computador digital é a sua unidade lógica e aritmética (ULA) que realizará na prática duas operações matemáticas: Soma e Subtração (a divisão e a multiplicação são derivadas dessas operações). Operações lógicas tais como comparações, operações OU, E e outras também são realizadas na ULA. O elemento básico das duas é o somador.Para somar dois números A e B de 1 bit temos as combinações possíveis.

1.1. O Meio Somador

A + B Soma(S) Transporte de saída (Vai Um) (TS)

0 + 0 0 0

0 + 1 1 0

1 + 0 1 0

1 + 1 0 1

O bloco lógico que efetua essa operação pode então ser construído considerando a tabela verdade acima:

A seguir o circuito do meio somador implementado com portas lógicas.

Fig01: Circuito do Meio Somador implementado com portas lógicas Arquivo MicroCap

Esse circuito é chamado de Meio Somador (Half Adder) pois não permite a soma de dois números de mais de um bit pois não tem transporte de entrada (vai um da coluna anterior).

Faça download da macro meio_somador_macro e instale esse arquivo na pasta Library que se encontra na MC8DEMO no disco C.

Fig02: Bloco meio somador

1.2. O Somador Completo arquivo MEIO_SOMADOR_BLOCO

Para somar dois números de mais de um bit (A=0101=5 e B = 0011 =3) usamos a tabela a seguir, observe que temos 3 entradas agora (os números A e B e o transporte da coluna anterior) e duas saídas ( a soma e o transporte de saida):

A B TE S TS

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1

Fig03: tabela Verdade do Somador Completo

Desta forma a soma de dois números binários de mais de um bit como por exemplo A=A3A2A1A0=0101 e B = B3B2B1B0= 0011

Por exemplo para somar os bits A1 (0) +B1(1) temos como entradas além dos bits, o transporte de entrada resultado da soma da coluna anterior. Desta forma o bloco chamado de Somador Completo (Full Adder) precisa de três entradas e duas saídas.

A partir da TV da figura 3 obtemos as equações lógicas das saídas TS e S.

e o circuito lógico

Fig04: Bloco somador Completo

2. Circuito Somador Completo com Portas

A seguir o circuito do somador completo

Fig05: Circuito do Somador Completo implementado com portas lógicas Arquivo MicroCap

Usamos um bloco somador completo para somar cada parcela. Desta forma para construir um somador de 4 bits precisaremos de 4 blocos somadores completos (observe que para somar os bits A0 e B0 bastaria usar um meio somador visto que não existe transporte de entrada para esse caso). A figura6 a seguir mostra o diagrama de blocos de um circuito para somar números de 4 bits, exemplificando.

Faça download da macro SOMADOR_COMPLETO e salve esse arquivo na pasta Library que se encontra na MC8DEMO no disco C, em seguida faça download do arquivo Somador Completo Bloco

Fig06: Circuito somador binário de 4 bits.

3. Experiência06: Somadores Binários - Meio Somador

3.1. Abra o arquivo ExpTDC04a e identifique o circuito a seguir. Ative o circuito, em seguida verifique a sua operação preenchendo a sua TV.

xxAxx + xx Bxx Soma(S) Transporte de saída (Vai Um) (TS)

0 + 0 s s

0 + 1 s s

1 + 0 s s

1 + 1 s s

3.2. Conclusões

4. Experiência7: Somadores Binários - Somador Completo

4.1. Abra o arquivo ExpTDC04b e identifique o circuito a seguir. Ative o circuito, em seguida verifique a sua operação preenchendo a sua TV.

A B TE S TS

0 0 0 a a

0 0 1 a a

0 1 0 a a

0 1 1 a aa

1 0 0 a a

1 0 1 a a

1 1 0 a a

1 1 1 a a

4.2. Conclusões

5.Circuito Somador Binário para Soma de Dois Números de 4 Bits

A seguir, na figura7 um circuito completo de um somador binário que efetua a soma de dois números de 4 Bits.

Obs: o primeiro número DCBA é obtido portanto teclando as teclas D, C, B ou A. O segundo é obtido usando as teclas 4, 3, 2 ou 1

Faça download do arquivo SOMADOR EM BLOCOS DE 4 BITS (MicroCap)

Fig07: Circuito somador Binário de 4 Bits

6. Experiência08: Somador Binário de 4 Bits

6.1. Abra o arquivo ExpTDC04c ou o A rquivo MicroCap e identifique o circuito da figura7. Ative o circuito, em seguida verifique a sua operação preenchendo a tabela a seguir para algumas entradas (DCBA e 4321).

Entradas Indicação

DCBA 4321 Display(numero) Saídas dos Somadores

D C B A 4 3 2 1

0 0 1 1 0 0 1 0

0 1 0 1 0 1 0 1

6.2. Conclusões



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS Aula06:Aplicações de Circuitos CombinacionaisBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Comparador Binário

É um circuito que compara dois números binários tomando a decisão.

Fig01: Comparador binário de 1bit

A figura1 mostra o caso mais simples, mas é possível comparadores de mais de um bit.

Fig02: Circuito de um comparador de 1 bit

Para mais bits, existem CIs específicos como por exemplo o 7485 que é um comparador de 4 bits (A3A2A1A0 e B3B2B1B0). A figura a seguir mostra o CI 7485, comparador de 4 bits.

Fig03: Comparador de 4 bits com 7485 Arquivo MicroCap

2.Experiência09: Comparador de 1 Bit com portas2.1. Abra o arquivo ExpTDC05 (Multism) e identifique os circuitos da figura2. Ative o circuito em seguida verifique o seu funcionamento levantando a TV.

Tabela I : Comparador de 2 bits com portas

xxAxx xxBxx xxS1xx xxS2xx xxS3xx

0 0

0 1

1 0

1 1

2.2. Conclusões:

3. Conversão de Códigos Binários

Os códigos mais comuns são o BCD(8421), octal, hexadecimal e o binário (ver bibliografia para maiores detalhes). Os computadores e circuitos lógicos em geral manipulam bits na forma de 1's e 0's, os seres humanos entendem as informações na base 10, desta forma os circuitos codificadores e decodificadores são necessários para que possam traduzir de maquina para ser humano e vice versa as informações resultantes de entradas e saídas. . A seguir o diagrama de blocos básico de uma calculadora que mostra a necessidade de usarmos os codificadores e decodificadores.

Fig04: Diagrama de blocos de uma calculadora

De uma forma geral todo circuito digital tem um diagrama semelhante ao da figura04.

A seguir daremos alguns exemplos de codificadores e decodificadores.

4. Codificador de Decimal para BCD

O CI 74147 tem como entrada um bit que representa um numero decimal de 1 a 9 e como saída um numero representado em BCD (Binary Coded Decimal -Decimal Codificado em Binário).

Entradas Saídas

1 2 3 4 5 6 7 8 9 D C B A

H H H H H H H H H H H H H

X X X X X X X H L L H H L

X X X X X X X L H L H H H

X X X X X X L H H H L L L

X X X X X L H H H H L L H

X X X X L H H H H H L H L

X X X L H H H H H H L H H

X X L H H H H H H H H L L

X L H H H H H H H H H L H

L H H H H H H H H H H H L

( a ) ( b )Fig05: ( a ) CI74147 codificador de prioridade de decimal para BCD ( b )

TV

Obs: H (Hight)=1 e L (low)=0

5.Experiência10: Codificador de Prioridade de Decimal para BCD5.1. Abra o arquivo ExpTDC06 e identifique o circuito da figura 6 a seguir. Ative o circuito em seguida verifique o seu funcionamento para cada situação da TV.

Fig06: CI74147 codificador de prioridade de decimal para BCD

Tabela II

Entradas Display - Numero

xx1xx xx2xx xx3xx xx4xx xx5xx xx6xx xx7xx xx8xx xx9xx

H H H H H H H H H

X X X X X X X H L

X X X X X X X L H

X X X X X X L H H

X X X X X L H H H

X X X X L H H H H

X X X L H H H H H

X X L H H H H H H

X L H H H H H H H

L H H H H H H H H

Observe a necessidade de inverter as saídas para obter o valor correto.

5.2. Conclusões

6. Decodificador de BCD para Decimal

Esse circuito faz o contrario do anterior, isto é, para uma dada entrada em BCD somente uma das saídas será ativada.

Linha NºEntradas

BCDSaída Decimal

D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Linha1 0 L L L L L H H H H H H H H H

Linha2 1 L L L H H L H H H H H H H H

Linha3 2 L L H L H H L H H H H H H H

Linha4 3 L L H H H H H L H H H H H H

Linha5 4 L H L L H H H H L H H H H H

Linha6 5 L H L H H H H H H L H H H H

Linha7 6 L H H L H H H H H H L H H H

Linha8 7 L H H H H H H H H H H L H H

Linha9 8 L L L L H H H H H H H H L H

Linha10

9 H L L H H H H H H H H H H L

Linha11

H L H L H H H H H H H H H H

Linha12

H L H H H H H H H H H H H H

Linha13

H H L L H H H H H H H H H H

Linha14

H H L H H H H H H H H H H H

Linha15

H H H L H H H H H H H H H H

Linha16

H H H H H H H H H H H H H H

( a ) ( b )Fig07: ( a ) CI7442 Decodificador de BCD para Decimal ( b ) TV

7.Experiência11: Decodificador de BCD para Decimal

7.1. Abra o arquivo ExpTDC07 ou ExpTD07_MicroCap e identifique o circuito da figura 8 a seguir. No caso do Multisim ligue a chave de simulação, para o MicroCap execute uma analise Dynamic DC Ative o circuito em seguida verifique o seu funcionamento para cada situação da TV.

Fig08: Circuito decodificador de BCD para decimal

Tabela II

Linha NºEntradas

BCDSaída Decimal

D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Linha1 0 L L L L

Linha2 1 L L L H

Linha3 2 L L H L

Linha4 3 L L H H

Linha5 4 L H L L

Linha6 5 L H L H

Linha7 6 L H H L

Linha8 7 L H H H

Linha9 8 L L L L

Linha10

9 H L L H

Linha11

H L H L

Linha12

H L H H

Linha13

H H L L

Linha14

H H L H

Linha15

H H H L

Linha16

H H H H

Observe a necessidade de inverter as saídas para acender o indicador correspondente à entrada.

7.2. Conclusões

8. Decodificador de BCD Para Sete Segmentos

Um decodificador de BCD para sete segmentos é usado quando queremos visualizar resultados em decimal. O indicador mais usado é o display de sete segmentos. Esse indicador pode ser só para decimal (0 a 9) ou pode ser também para hexadecimal (indica alem dos números de 0a 9, também as letras A,B,C, D, E e F). No caso mais comum é constituído de LED's sendo que o segmento (LED) pode acender com nível alto (display catodo comum) ou nível baixo (display anodo comum). A figura a seguir mostra a disposição dos LED's na construção de displays catodo comum e anodo comum.

( a ) ( b )Fig09 ( a ) Display tipo catodo comum Arquivo MicroCap ( b ) anodo

comum

É importante observar que para cada tipo de display teremos um decodificador adequado a ele. Por exemplo para anodo comum pode ser usado o 7447.

9. Experiência12: Decodificador de BCD para 7 Segmentos 9.1. Abra o arquivo ExpTDC08 ou ExpTD08 MicroCap e identifique o circuito da figura 10 a seguir. Ative o circuito em seguida verifique o seu funcionamento para cada situação da TV.

Fig10: Decodificador de BCD para 7 segmentos Arquivo Microcap

Tabela III

xxDxx xxCxx xxBxx xxAxx DISPLAY

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

9.2. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS Aula07:Aplicações de Circuitos Combinacionais - Geração de Produtos CanônicosBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Produto Canônico - Soma de Produtos

Como sabemos, com n variáveis Booleanas podemos obter 2n combinações possíveis. Por exemplo com 3 variáveis podemos gerar 8 combinações possíveis. Ao produto das variáveis de forma que resulte em 1 chamamos de produto canônico. A tabela a seguir mostra toda as combinações possíveis para 3 variáveis.

xxCxx xxBxx xxAxx xxxxxxxxProduto Canônicoxxvvvvvvvvvvvvvvv

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1 C.B.A

A seguir um circuito que pode gerar esses produtos canônicos.

Figura1: Circuito gerador de produtos canônicos

Observe que somente uma das saídas será alta para uma dada combinação das entradas. Para especificar os valores de entrada mudamos a posição das chaves C, B ou A.

2. Experiência13: Gerador de Produtos Canônicos

2.1. Abra o arquivo ExpTDC09 (Multisim) e identifique os circuitos da figura1. Ative o circuito em seguida verifique as saídas do circuito para todas as combinações de entrada da tabela a seguir.

xxCxx xxBxx xxAxxx

xS0xxx

xS1xxx

xS2xxx

xS3xxx

xS4xxx

xS5xxx

xS6xxxxS7xx

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

2.2. Conclusões

3. Multiplex Digital (MUX)

Um MUX é um circuito combinacional usado para enviar várias informações usando uma única linha física. O diagrama da figura2 mostra como isso é feito. Na figura2 o exemplo é de um MUX de 4 canais (entradas) e equivalente mecânico através de uma chave rotativa. Observe que as informações (E0,E1,E2,E3) são transmitidas uma após a outra por isso mesmo esse circuito muitas vezes pode ser chamado de conversor Paralelo-serie.

( a ) ( b )Figura2: ( a )MUX de 4 entradas ( b ) Equivalente mecânico (chave rotativa)

Como podemos verificar da figura2, somente uma entrada é conectada à saída num determinado instante. A seleção de qual entrada se conecta com a saída é feita eletronicamente através das variáveis B e A. A entrada EN (Enable=Habilita) permite habilitar ou não o funcionamento do circuito. Se EN=0 o circuito funcionará de acordo com o explicado. Se EN=1 a saída permanecerá sempre em 0 (por exemplo) independentemente de B e A.A figura 3 mostra a TV do circuito.

xxENxx xxBxx xxAxx xxSxx

1 X X 1

0 0 0 E0

0 0 1 E1

0 1 0 E2

0 1 1 E3

A seguir na figura3 um circuito MUX de 4 entradas implementado com portas lógicas.

Figura3: MUX de 4 entradas

4. Experiência14: MUX Implementado com Portas Lógicas

4.1. Abra o arquivo ExpTDC10 (Multisim) ou ExpTD10 (MicroCap) identifique os circuitos da figura3. Ative o circuito em seguida preencha a TV do mesmo

xxENxx xxBxx xxAxx xxSxx

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

4.2. Conclusões

5. MUX de 4 Entradas Construído com CI

A figura4 a seguir mostra um bloco multiplex de 4 entradas construído em CI. São exemplos de CI multiplex: 74150,74151, 74152, 74153, 74154.

Figura4: CI MUX de 4 entradas

Experiência15: MUX Implementado com CI

5.1. Abra o arquivo ExpTDC11 (Multisim) e identifique os circuitos da figura4. Ative o circuito em seguida preencha a TV do mesmo considerando diversos valores de entradas.

xxENTRADASxx xxBxx xxAxx xxSAÍDA (Y)xx

D0=00 0

D0=1

D1=00 1

D1=0

D2=01 0

D2=0

D3=0 1 1

D3=0

5.2. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS COMBINACIONAIS Aula08: Aplicações de Circuitos Combinacionais - MUX e DEMUXBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Demultiplex (DEMUX)

O circuito Demultiplex, DEMUX ou distribuidor converte uma informação serial em uma informação paralela. A sua operação é inversa do MUX, portanto ele tem varias saídas e uma única entrada.

E: Entrada de dados

S3,S2,S1,S0: saídas de dados

EN: entrada de habilitar

B, A : Variáveis de seleção (selecionam qual das saídas será conectada à entrada)

Fig1: Demultiplex de 4 canais

Tabela Verdade do DEMUX de 4 canais

xxENxx xxBxx xxAxx xxS3xx xxS2xx xxS1xx xxS0xx

1 x x 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 E

0 0 1 0 0 E 0

0 1 0 0 E 0 0

0 1 1 E 0 0 0

Observe que o DEMUX estará habilitado se EN=0, a seguir no circuito com portas você entenderá porque.

2.Demux Construído com Portas Lógicas

A seguir um exemplo de DEMUX construído com portas lógicas.

Fig02: DEMUX de 4 canais

3. Experiência16: DEMUX Implementado com Portas

3.1. Abra o arquivo ExpTDC12 ou ExpTD12_Demux_portas e identifique os circuitos da figura2. Ative o circuito em seguida preencha a TV do mesmo. Obs: X na tabela significa que você pode colocar qualquer valor (0 ou 1).

xxENxx xxExx xxBxx xxAxx xxS3xx xxS2xx xxS1xx xxS0xx

10

x x 1

00

0 0 1

00

0 1 1

00

1 0 1

00

1 1 1

3.2. Conclusões

4.DEMUX com CI - 74155

A seguir na figura3 um CI comercial (74155) contendo dois DEMUX de 4 canais. Observar que as saídas estão invertidas

Fig03: CI 74155 contendo dois DEMUX de dois canais

5. Experiência17: DEMUX Implementado com CI (74155)

5.1. Abra o arquivo ExpTDC13 e identifique os circuitos da figura3. Ative o circuito em seguida preencha a TV do mesmo, isto é, para cada valor de entrada (1G)

xx1Gxx xxExx xxBxx xxAxx xxY3xx xxY2xx xxY1xx xxY0xx

xx10

x x 1

00

0 0 1

00

0 1 1

00

1 0 1

00

1 1 1

5.2. Conclusões



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS AULA09: FLIP FLOP RSBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Introdução

Em um circuito seqüencial o estado seguinte depende das condições do estado anterior, isto é, o circuito tem memória. O elemento básico de memória é o Flip – Flop. Um Flip Flop tem duas saídas complementares (quando uma está em nível alto a outra estará em nível baixo e vice-versa). Os estados designados pelos números 0 e 1.

1.1. Flip-Flop ou Biestável

Nos circuitos combinacionais as saídas são uma função das entradas no mesmo instante, isto é, esses circuitos não são capazes de lembrar dos estados anteriores das entradas (dizemos que não tem memória).

Os circuitos seqüenciais são circuitos que tem memória, isto é, são capazes de lembrar dos estados anteriores. O elemento básico de um circuito seqüencial é um flip-flop. Um flip-flop é um dispositivo biestável com dois estados: Em um deles a saída (Q) será “ 0 ’’ e no outro estado a saída será "1".Para mudar de estado os valores das entradas deve mudar de acordo com uma tabela (tabela verdade).

1.2.FF RS Assíncrono

A seguir na figura 1 o bloco representativo de um FF RS e a sua TV com as 4 possibilidade. Observe que tem duas entradas R(Reset) e S(Set) e duas saídas ditas complementares:

Q e desta forma se Q=0 =1 se Q=1 então =0

RX SX Q

0 0 mantém mantém

0 1 impõe 1 impõe 0

1 0 impõe 0 impõe 1

1 1 não permitido não permitido

( a ) ( b )Figura 01: ( a ) FF RS ( b ) Tabela Verdade

Esse FF tem duas desvantagens:

a) A saídas mudam imediatamente após as entradas mudarem

b) Quando as entradas estão em nível alto as saídas serão indefinidas .

O primeiro caso é um problema lógico, pois as mudanças de dados nas células serão casuais, não sendo possível controlar a operação. A solução para esse problema é o FF RS síncrono. Neste elemento as mudanças de estado acontecerão somente com o aparecimento de um pulso de relógio.

O segundo caso será resolvido com o FF JK.

1.3.FF RS com Portas Assíncrono

Existem várias formas de se construir um FF RS. Mostraremos uma delas, com portas NAND. O FF é chamado de assíncrono se o seu funcionamento não é controlado por pulsos periódicos chamados de relógio ou clock.

Figura 02: Circuito do FF RS construído com portas NAND

Na figura02 os níveis lógicos são modificados através das chaves S e R (no MultiSIM para mudar a posição da chave pressione a tecla correspondente no teclado). Esse FF tem a seguinte TV:

R

S Q Estado

0 0 não não o estado do FF não se altera

muda muda

0 1 0 1 impões 0 (reseta)

1 0 1 0 impõe 1 (seta)

1 1 1 1leva a uma indeterminação quando as entradas

voltarem a ser iguais a 0

Da TV podemos concluir que não é permitido que as entradas sejam iguais a 1 ao mesmo tempo.

Consulte a bibliografia acima para obter mais informações.

1.4. FF RS com Relógio (Clock)

Muitas vezes é necessário sincronizar a operação de um FF com o resto do circuito. Para isso usamos um pulso de freqüência conhecida. A figura 03 mostra como construir o FF RS adicionando um clock (C) ou relógio. A chave C estando em nível 1 habilita o circuito de acordo com a TV já vista. quando C=0 então a saída ficará no mesmo estado mesmo que as entradas Re S variem.

Figura 03: FF RS com clock

2. Experiência18: FF RS com Portas

2.1. Abra o arquivo TDS01 (Multisim) e identifique o circuito da figura02. Levante a sua TV pra todas as combinações possíveis.

RX SX QX

0 0

0 1

1 0

1 1

2.2. Conclusões:

3. Experiência19: FF RS com Relógio

3.1. Abra o arquivo ExpTDS02 (Multisim) e identifique o circuito da figura03. Preencha a tabela a seguir.

Clock(C)X RX SX QX

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

3.2. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS AULA010: FLIP FLOP JK - FLIP FLOP D - FLIP FLOP T BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. O Flip Flop Tipo JK

É obtido usando um FF RS com realimentação como mostrado na figura 01 a seguir.

Figura 01: FF JK obtido pela realimentação entre um FF RS e portas E

Para o circuito da figura 01 a TV é

Jx Kx Qax x Sx Rx Qf Conclusão Qf

0 0 0 1 0 0 mantémMantém Qa

0 0 1 0 0 0 mantém

0 1 0 1 0 0 mantém (Qa=0)Impõe 0 0

0 1 1 0 0 1 impõe 0

1 0 0 1 1 0 impõe 1Impõe 1 1

1 0 1 0 0 0 mantém (Qa=1)

1 1 0 1 1 0 Impõe 1Complementa

1 1 1 0 0 1 Impõe 0

Atenção que, para J=K=1 para obter a ultima linha da TV é necessário que os atrasos das portas sejam convenientes,caso contrário pode haver oscilação das saídas. O problema é totalmente resolvido com o FF JK mestre escravo.

2. O Flip Flop Tipo JK Mestre Escravo

Esse FF elimina a indeterminação da ultima linha da TV do FF RS. É construído a partir de dois FF RS um chamado de mestre (Master) e outro de escravo (Slave). A figura02 a seguir mostra a sua construção.

Figura 02: FF Mestre Escravo (Master Slave)

Observem que, quando o Clock=1 o FF mestre estará habilitado e portanto o que estiver na sua entrada passará para a sua saída (QM) de acordo com a TV de um FF JK, enquanto isso o FF escravo estará desabilitado pois o seu Clock=0. Quando o clock passar para 0, o conteúdo das entradas do escravo passará para a saída Q. Como a saída só mudará quando o clock passar de 0 para 1 dizemos que este tipo de FF é sensível à borda de descida. A figura03 mostra o símbolo dos FF sensível à borda de descida e subida.

( a ) ( b )

Figura 03: FF sensíveis à borda simbologia ( a ) FF JK sensível à borda de descida ( b ) FF JK sensível à borda de subida

Obs: A entrada de Set muitas vezes é chamada de Preset e a de Reset de Clear.Para os FF da figura 03 vale a TV

SETx RESETx Jx Kx Qax x

0 0 X X 0 0

0 1 X X 0 1

1 0 X X 1 0

1 1 0 0 Qa

1 1 0 1 0 1

1 1 1 0 1 0

1 1 1 1 Qa

Observar que para funcionamento normal as entradas assíncronas (SET e RESET) devem estar em nível alto.

Para impor 1 de forma assíncrona deveremos ter SET=1 e RESET=0.

Para impor 0 de forma assíncrona deveremos ter SET=0 e RESET=1.

3. Flip Flop Tipo D (Data FF)

Um FF Tipo D tem uma única entrada de dados e a sua finalidade é transferir os dados para a saída quando o pulso de relógio for aplicado. A figura04 a seguir mostra um FF tipo D construído a partir de um FF RS. Observe que, como as entradas são complementares não existe a possibilidade de S=R=1.

( a ) ( b )Figura 04: FF tipo D ( a )símbolo ( b ) FF D

implementado com portas NAND

Como o FF tipo D não modifica o sinal ele é usado principalmente como Buffer, transferindo um Bit (ou um Byte quando houver mais de um FF) quando o clock variar. No exemplo da figura04a temos um FF que responde quando o clock passar de baixo para alto, dizemos que o FF é sensível à borda de subida do pulso de clock.

4. Flip Flop Tipo T (Toggle FF)

É obtido a partir de um FF JK Mestre Escravo curto circuitando as entradas J e K. Desta forma teremos somente duas condições para a entrada T (T=0 e T=1). A figura05 mostra os símbolos e a TV.

T Q

0 1

1 0

( a ) ( b )Figura 05: FF Tipo T ( a ) símbolo dos FF sensível à borda de subida e descida ( b ) TV

5. Experiência20: Flip Flop JK

5.1. Abra o arquivo TDS03 (Multisim) e identifique o circuito da figura01. Para todas as combinações de entradas preencha a TV do circuito.

SETX RESETX S R J K Q

0 0 0 0 x x

0 1 0 1 x x

1 0 1 0 x x

1 1 1 1 0 0

1 1 1 1 0 1

1 1 1 1 1 0

1 1 1 1 1 1

Obs: X na TV significa qualquer valor (irrelevante)

5.2. Conclusões

6. Experiência21: Flip Flop JK Mestre Escravo - Portas

61. Abra o arquivo TDS04 (Multisim) e identifique o circuito da figura02. Para todas as combinações de entradas preencha a TV do circuito.

Tabela I

PRESETX CLEARX JX KX QaX X

0 0 X X

0 1 X X

1 0 X X

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

OBS: X na TV significa irrelevante (Tanto faz, qualquer valor)

6.2. Conclusões

7. Experiência22: Flip Flop JK Mestre Escravo - Bloco

7.1. Abra o arquivo TDS05 (Multisim) (FF sensível à borda de subida). Identifique o circuito a seguir e para todas as combinações de entradas preencha a TV do circuito.

Figura 06: FF JK para experiência 22

SETX RESETX JX KX QaX X

0 0 X X

0 1 X X

1 0 X X

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

7.2. Conclusões

8. Experiência23: Flip Flop JK Mestre Escravo - Bloco

8.1. Abra o arquivo TDS06 (Multisim) (FF sensível à borda de descida). Identifique o circuito a seguir e para todas as combinações de entradas preencha a TV do circuito.

Figura 07: Circuito do FF JK para experiência 23

PRESET (PR)XX CLEAR(CLR)X JX KX QaX X

0 0 X X

0 1 X X

1 0 X X

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

8.2. Conclusões

9.Experiência24: Flip Flop Tipo D

9.1. Abra o arquivo ExpTDS07 (Multisim) e identifique o circuito da figura a seguir. Para cada valor de entrada (D) e Clock(C) da tabela, especificar o valor da saída.

Figura 08: Circuito do FF Tipo D construído com portas e o Bloco FF tipo D

FF Tipo D com Portas FF Tipo D - Bloco

Clock (C)XX

Entrada de Dados(D)X QXX Clock (C) Entrada de Dados (D) QXX

0 0 x 0 0 xx

0 1 x 0 1 x

0 para 1 0 x 0 para 1 0 x

0 para 1 1 x 0 para 1 0 x

9.2. Observar a diferença de comportamento entre os dois circuitos, o com portas e o em Bloco.

9.3. Conclusões

10. Experiência25: Flip Flop Tipo T

10.1. abra o arquivo ExpTDS08 (Multisim) e identifique o circuito da figura a seguir. Para cada valor de entrada(T) e Clock(C) da tabela, especificar o valor da saída.

Figura 09: Circuito do FF Tipo T para experiencia 25

FF Tipo T em Bloco

Clock (C)X Entrada T QX

0 0 .

0 1 .

0 para 1 0 .

0 para 1 1 .

1 para 0 0

1 para 0 1

10.2. Conclusões



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAISAULA11: Contadores Crescente Assíncronos BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Contadores

Contadores são chamados de assíncronos quando o pulso de relógio é aplicado somente na entrada do primeiro FF ( Menos Significativo). O clock dos outros é obtido da saída Q (ou da saída complementar).

1.1. Contadores Crescente Assíncronos de 0 a 3

Para obter uma contagem de 0 (00) a 3 (11) necessitamos de pelo menos 2 FF. Existem diversas formas de se obter esse contador aqui consideraremos somente uma.

Antes de mostrar um contador vejamos o comportamento de um FF JK que tem as suas entradas ligadas em nível alto (o FF está se comportando com um FF T). Sabemos que um FF JK se J=K=1 a saída será complementada quando o pulso for aplicado.

No caso o FF da figura 01 é sensivel ao bordo de descida, isto é, a mudança de estado ocorrerá quando o pulso de clock descer, isto é, quando o pulso de relógio (CK) mudar de 1 para 0. Observando as formas de onda de entrada (ck) e saída, notamos que a saída terá freqüência a metade da de entrada. Dizemos então que o circuito é um divisor por 2.

( a ) ( b )Figura 01: ( a ) Circuito divisor por 2 ( b )

formas de onda de saída (Q) e entrada (CK)

Vamos adicionar mais um FF ao circuito da figura 01, como na figura02. Observe que o pulso de relógio externo é aplicado somente no primeiro FF. O relógio do segundo FF é obtido da saída Q0.

( a ) ( b )Figura 02:( a ) Circuito contador de 0 a 3 ( b ) Formas de onda de entrada (Clock) e saídas

(Q0 e Q1)

Observe que a saída Q0 em relação ao pulso de relógio (CK) tem metade da freqüência enquanto a saída Q1 em relação ao mesmo pulso tem 1/4 da freqüência. Além disso o circuito permite obter uma seqüência de contagem de 0 (00) a 3 (11).

De uma forma geral com n FF é possível contar até 2n-1 .

1.2. Contadores Decrescente Assíncronos de 3 a 0

Para obter uma contagem decrescente basta conectar a saída complementada ao clock do FF seguinte como na figura a seguir.

( a ) ( b )Figura 03:( a ) Circuito contador de 3 a 0 ( b ) Formas de onda de entrada (Clock) e saídas

(Q0 e Q1)

2. Experiência26: Contador de 0 a 3

2.1. Abra o arquivo ExpTDS09 (Multisim) e identifique os circuitos da figura 04 a seguir. Verifique o seu funcionamento através da chave C.

Figura 04: Contador de 0 a 3 para experiência 26

2.2. Conclusões


3.1. Abra o arquivo ExpTDS10 (Multisim) e identifique os circuitos da figura05 a seguir. Verifique o seu funcionamento através da chave C.

Figura 05:Contador de 3 a 0 - experiencia 27

3.2. Conclusões:



ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS AULA12: Contador de 0 a 5 - Contador de 0 a 9 - Contador de 00 a 59 - Contador de 00 a 99 BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1.Contador de 0 a 5

Esses contadores são importantes na construção de cronômetros e relógios digitais. Desejamos obter a seqüência de contagem:

000 > 001 > 010 > 011 >100 >101 > 000

São necessários no mínimo 3 FF, e como já vimos, com três FF contamos até 7 desta forma precisamos fazer o contador voltar a zero quando atingir a contagem 6 (110) e para isso é necessário incluir uma lógica externa para fazer o contador resetar. A figura 01 mostra como isso é feito.

( a ) ( b )Figura 01: ( a ) Contador de 0 a 5 ( b ) Formas de onda de saída e clock

Observar que:

a mudança de estado do FF acontece quando o seu clock passar de 1 para 0.

a saída da porta NAND é alta de 0 a 5 e quando a contagem atinge 6 a saída vai a 0 o que reseta todos os 3 FF.

2. Contador de 0 a 9

É obtido da mesma forma que o contador de 0 a 5, a diferença é que precisa de 4 FF. O que desejamos é obter a seqüência de contagem:

0000 > 0001 > 0010 > 0011 > 0100 > 0101 > 0110 > 0111 > 1000 > 1001 > 0000

Da mesma forma que no contador de 0 a 5 é necessário uma lógica externa que zere o contador em 10 (1010). O circuito da figura02 mostra como isso é feito.

( a ) ( b )Figura 02: ( a ) Contador de 0 a 9 ( b ) Formas de onda de saída e clock


Para obter esse contador conectamos dois contadores de 0 a 9 como no esquema a seguir.

Figura 03: Diagrama de blocos de um contador de 00 a 99

Se os pulsos de clock de entrada tiverem período de 1s o circuito será um cronômetro de 00 a 99s. Observe também que os pulsos de saída terão freqüência 100 vezes menor que os de entrada, então temos um divisor por 100.


Um contador de 00 a 59 é obtido conectando-se um contador de 0 a 9 a um contador de 0 a 5 resultando em um circuito que pode ser usado como relógio de segundos e minutos.

Figura 04: Diagrama de blocos de um contador de 00 a 59

Se os pulsos de clock de entrada tiverem período de 1s o circuito será um cronômetro de 00 a 59s (1min). Observe também que os pulsos de saída terão freqüência 60 vezes menor que os de entrada, então temos um divisor por 60.



Figura 05: Contador de 0 a 5

5.2. Conclusões



Figura 06: Contador de 0 a 9 para experiência25

4.2. Conclusões


6.1. Abra o arquivo ExpTDS13 e identifique o circuito da figura a seguir. Verifique o seu funcionamento através da chave Space. Observe que os blocos são subcircuitos nos quais temos um contador de 0 a 9. Para ver o circuito interno dê duplo clique no mesmo.


6.2. Conclusões


7.1. Abra o arquivo ExpTDS14 (Multisim) e identifique o circuito da figura a seguir. Verifique o seu funcionamento através da chave C.


2) Conclusões


ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS AULA13: Registradores de Deslocamento BIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

1. Registradores de Deslocamento

São circuitos que permitem armazenar uma informação binária com mais de um Bit, além disso podem realizar modificações nos dados armazenados deslocando-os para esquerda ou direita. A forma como os dados dão entrada e como eles saem do registrador caracterizará o registrador.

Podemos ter registradores com:

Entrada Série / Saída Paralelo Entrada Paralelo / Saída Série Entrada Série/ Saída Série Entrada Paralelo / Saída Paralelo

A figura a seguir mostra um registrador de 4 bits com entrada paralelo/série e saída paralelo/série.

Figura 01: Registrador de deslocamento

A seqüência de passos para entrar com os dados em paralelo é:

Limpar o registrador fazendo Enable(E) = 0 o que faz com que a entrada de Preset seja 1 (PR=1) e Clear (CLR)=0 o que impõe 0 em todos os FF.

Em seguida deveremos colocar Clear (CLR)=1 e Enable (E)=1. As entradas (3,2,1,0) que tiverem com valor 0 faz com que a entrada

correspondente de PR seja 1, o que mantém o zero inicialmente colocado quando o registrador foi limpo. As entradas que tiverem 1 faz com que a entrada correspondente de PR seja 0, o que impõe 1 no FF.

Para entrar com os dados em série você deve usar a entrada Entrada de Dados Série (entrada D do FF0).

A saída de dados em série é obtida em Q3 e em paralelo em Q3, Q2, Q1, Q0.

Observe que a entrada de dados em paralelo requer um tempo menor do que em série. Da mesma forma a saída de dados em paralelo é mais rápida do que a série que requer 4 pulsos de relógio.2.

2. Registradores de Deslocamento Universal - 74194

Esse é um registrador em CI de 4 bits que permite as seguintes operações:

Entrada serie com deslocamento à direita (SR) com os bits sendo introduzidos na posição A (QA). S1=1 e S0=0.

Entrada serie com deslocamento à esquerda (SL) com os bits sendo introduzidos na posição D (QD). S1=0 S0=1.

Entrada em paralelo dos 4 bits ao mesmo tempo. S1=1 e S0=1. Limpar o registrador. CLR=0

Figura 02: Registrador de deslocamento universal de 4 bits

A seguir a tabela verdade do Registrador de deslocamento universal de 4 bits 74194.

MODO ENTRADA SERIE PARALELO SAÍDAS PARALELAS

CLEAR S1 S2 Clock LEFT RIGHT A B C D A B C D

0 X X X X X X X X X 0 0 0 0

1 X X 0 X X X X X X QA0 QB0 QC0 QD0

1 1 1 . X X a b c d a b c d

1 0 1 . X 1 X X X X 1 QAn QBn QCn

1 0 1 . X 0 X X X X 0 QAn QBn QCn

1 1 0 . 1 X X X X X QBn QCn QDn 1

1 1 0 . 0 X X X X X QBn QCn QDn 0

1 0 0 . X X X X X X QA0 QB0 QC0 QD0

. = transição do clock de baixo para altoa, b, c, d = o nível das entradas A, B, C, e D respectivamente, no estado estacionário.QA0, QB0, QC0, QD0 = o nível de QA, QB, QC, e QD, respectivamente, antes das condições de estado etacionario das entradas sejam estabelecidas.QAn, QBn, QCn, QDn = O nível de QA, QB, QC, e QD antes da mais recente transição negativa do clock.

A carga do registrador é feita na subida do pulso de clock (transição do clock de baixo para alto).12

3. Experiência32: Registrador de Deslocamento

3.1. Abra o arquivo ExpTDS15 (Multisim) e identifique os circuitos da figura 03 a seguir.

Figura 03: Registrador de deslocamento Universal 74194

3.2. Carregue o seguinte dado em paralelo: D=1 C=0 B=1 A=0 fazendo S1=S0=1 em seguida mude o clock para 1. O que acontece com a saída do registrado?

3.3. Com a informação de 1010 (102=AH) no registrador faça S1=1 e S0=0 e SR=1. Aplique 4 pulsos de clock. O que acontece? Em seguida faça S1=0 e S0=1 e SL=0. O que acontece ? Experimente outras combinações.

3.4. Zere o registrador usando a entrada de CLR

3.5. Conclusões:


Simulador de Matriz de Pontos para Circuito Integrados Digitais

O objetivo é montar circuitos digitais como se voce os estivesse colocando em uma matriz de pontos. Apos dezipar (faça download ) e clicar no executável aparecerá a tela, Figura01. Nesta figura voce identifica a matriz de pontos bem como chaves, LEDs, Displays, fonte de alimentação (Vcc/GND), gerador de onda quadrada de 1Hz e 10Hz, chave geral e um menu. Para inserir um componente voce deve deve ir em Circuitos e escolher o CI que deseja (Importante! voce deve ter a pinagem do CI para saber onde é entrada, saida, etc). A figura 2 mostra um CI Selecionado). Em seguida voce arrasta o CI para a Matriz de Pontos (MP), conforme Figura 3. O passo seguinte é alimentar o circuito. Os fios são colocados clicando no ponto inicial em seguida arrastando até o ponto final (voce deve saber quais pinos são entradas e quais são saidas!!!). A Figura 4 mostra o circuito alimentado e com as entradas ligadas nas chaves e a saida em um LED. Por fim voce usa a chave de liga/desliga para iniciar a simulação. A Figura 5 mostra uma combinação de entrada e a respectiva saída.

Figura 01Tela inicial

Figura 02CI selecionado

Figura 03CI na MP

Figura 04Conexões feitas

Figura 05Simulando

http://www.eletronica24h.com.br/Curso%20Digital/simulaX.gif

http://www.eletronica24h.com.br/Curso%20Digital/simula4.gif




TECNOLOGIA TTL

1. SÉRIES DA FAMILIA TTL: Os circuitos integrados da família TTL são encontrados em duas series denominadas 74 (para uso comercial) e 54 (para uso militar). Originalmente, os circuitos integrados foram destinados para uso militar onde tamanho, consumo e potencia e confiabilidade era preponderante. Porém em 1964, surgiu a versão comercial de custo inferior. Respeitando-se algumas especificações, os dispositivos da série 54 são compatíveis com os da série 74. A tecnologia TTL se apresenta em duas séries: 74XX – série comercial54XX – série militar Características: Série 74XX Série 54XXTemperatura: 0 a 70ºC Temperatura: -55 a 125ºC Alimentação: 4,75 a 5,25V Alimentação: 4,5 a 5,5V

2. CLASSIFICAÇÃO DO PROCESSO DE INTEGRAÇÃO: Até 1964, os dispositivos semicondutores eram encapsulados individualmente. Assim sendo, a montagem de portas lógicas e sistemas digitais era feita através de componentes discretos (resistores, diodos, transistores etc..). O primeiro passo no desenvolvimento dos circuitos integrados foi a fabricação de uma porta lógica em uma única pastilha de silício e seu encapsulamento num embalagem própria. Verificou-se, então, que muitas portas lógicas poderiam ser fabricadas em uma única pastilha e encapsuladas em um único invólucro. Assim sendo, em um circuito integrado, são encontrados muitos transistores, diodos e resistores sobre a mesma pastilha de silício, formando portas lógicas ou circuitos lógicos mais complexos, objetivando um menor custo, menor tamanho e maior confiabilidade. O processo de integração pode ser classificado como:

SSI – Small Scale Integration .............(Integração de até 12 portas). MSI – Médium Scale Integration..........(Integração de 13 até 99 portas) LSI – Large Scale Integration...............(Integração de 100 a 1000 portas) VLSI - Very Large Scale Integration....(Integração de mais de 1000 portas)

3. NUMERAÇÃO DOS PINOS DE CONEXÃO DOS CI: É feita no sentido anti-horário em relação a marca de referencia existente no CI. Alguns integrados possuem terminais NC (No Internal Connection) 4. TIPOS DE FAMÍLIAS TTL : Desde a introdução da primeira família (Standart) de circuitos integrados lógicos TTL, surgiram novas técnicas de projetos, bem como novos processos e tecnologias de

fabricação de circuitos. Isto permitiu o surgimento de novas famílias que apresentam vantagens e desvantagens entre si. Os principais tipos de famílias existentes no mercado e suas respectivas identificações estão mostrados na tabela abaixo:

FAMÍLIA IDENTIFICAÇÃO

Standart 54/74Low Power 54L / 74LHigh Speed 54H / 74HSchottky 54S / 74SLow Power Schottky 54LS / 74LSAdvanced Schottky 54AS / 74ASAdvanced Low Power Schottky 54ALS / 74ALS

Num CI o tempo de atraso de propagação é o tempo necessário para que uma mudança nas entradas de um circuito lógico altere as suas saídas. Quanto menos tempo de atraso de propagação, maior é velocidade de operação de um circuito lógico.

5. COMPARAÇÃO ENTRE AS FAMILIAS LÓGICAS: Esta comparação pode ser resumida na tabela abaixo:

Família Atraso de

PropagaçãoConsumo de

PotenciaAtraso X Consumo

Freqüência Máxima de Operação

ns mW - MHzStandart 10 10 100 35

L 33 1 33 3H 6 22 132 50S 3 20 60 125

LS 10 2 20 45AS 1,5 7 10,5 200ALS 4 1 4 70

6. TIPOS DE CIRCUITOS DE ENTRADAS E SAIDAS:

Uma característica dos circuitos integrados TTL é entender como nível lógico alto as entradas em aberto. Embora o funcionamento do circuito integrado seja semelhante quando se tem um nível lógico alto aplicado as suas entradas, ou quando estas estão em aberto, esta última condição não deve ser considerada em projetos, pois um terminal em aberto aumenta a possibilidade de inteferencia de ruídos externos. Além disso, quando as entradas dos dispositivos lógicos mudam de estado lentamente, vários problemas podem ser encontrados e, por isso, foram desenvolvidas outras tecnologias para os circuitos de entrada. 6.1) TIPOS DE ENTRADAS

Convencional: Do jeito que o sinal chega, ele é aplicado no terminal do CI, sem nenhum tratamento e isso pode causar vários problemas durante o chaveamento dos dipositivos.

Schimitt Trigger: O sinal sofre um “tratamento” antes de chegar ao terminal do CI. Não importando o tipo de forma do sinal, ao passar pelo circuito Schimitt Trigger o sinal sai retangular.

Simbologia de um CI Schimitt Trigger: 6.2) TIPOS DE SAÍDAS:

Saída Totem Polem: Saída Open Collector: Saída Tri-State:

SAÍDA TOTEM POLEM: Esta configuração de saída possui normalmente em sua estrutura interna, um transistor conectado ao +Vcc, permitindo alimentação de cargas altamente capacitivas. SAÍDA OPEN COLLECTOR (COLETOR ABERTO): Configuração de saída que não possui internamente um resistor ligando o coletor de saída ao +Vcc. Este resistor, chamado de PULL UP (Rp) deve ser conectado externamente para que o dispositivo funcione corretamente. SAIDA TRI-STATE (TRES ESTADOS): Configuração de saída que pode fazer com que ele apresente uma alta impedância (terceiro estado) em relação à linha na qual esta conectada. Neste caso, é como se o dispositivo estivesse desligado da linha. Isto permite conectar várias saídas em uma mesma linha de dados, possibilitando que apenas uma forneça nível lógico alto ou baixo, sem danificar os outros dispositivos. Este tipo de saída é fundamental, pois permite interligar numa única via de dados, diversos circuitos integrados, facilitando o projeto de sistemas digitais mais complexos. Os estados que esta configuração apresenta são:

Estado 0 – nível lógico baixo Estado 1 – nível lógico alto Tri State – Alta impedância

7. COMPARAÇÃO ENTRE AS FAMILIAS TTL:

Para o desenvolvimento de projetos de sistemas digitais, vários fatores devem ser considerados na escolha da família e da tecnologia de fabricação de circuitos integrados a serem utilizados.

8. COMPATIBILIDADE: Velocidade (tempo de atraso de propagação);Consumo de potencia;Freqüência de operação;fan-in e fan-out;Parâmetros de tensão e corrente de entrada e saída etipos de circuitos de entrada e saída.

9. EFICIENCIA:

A eficiência dos projetos que envolvem circuitos integrados digitais é medida considerando-se principalmente a relação entre: Velocidade;Consumo de potencia e,Freqüência de operação Quanto maior a velocidade (menor tempo de atraso de propagação) e menor o consumo (dissipação de potencia), mais eficiente é o sistema. A freqüência máxima de operação, embora relacionada à velocidade, um fator importante, principalmente nos sistemas digitais que processam informações sincronizadas com pulsos de clock.

10. RELAÇÃO VELOCIDADE X CONSUMO X FREQUENCIA MÁXIMA. A tabela abaixo, mostra, para efeito de comparação, valores típicos de tempo de atraso de propagação, consumo de potencia e freqüência máxima de operação para os circuitos integrados de diversas famílias. A coluna atraso x consumo serve como referencia para mostras a eficiência das diversas famílias de circuitos integrados. Desta forma, considerando-se apenas estes aspectos, pode-se observar que família ALS é mais eficiente (atraso x consumo = 4) enquanto que a família H é a menos eficiente (Atraso x consumo = 132).

11. COMPATIBILIDADE: As famílias de circuitos integrados TTL, são compatíveis entre si. Entretando, para evitar falhas operacionais, é necessária a verificação de algumas especificações como:

Fan-in: Corresponde á carga que a entrada de um bloco lógico representa para o conjunto de saídas que está conectado a ela.

Fan-out: É o número de blocos lógicos que pode ser conectado à saída de outro bloco

lógico sem causar degradação do nível lógico.

Tipos de circuitos de entrada e saída;

Freqüência máxima de operação

Compatibilidade entre as famílias TTL, pode ser resumida no quadro abaixo:

Familia Input Loading Output LoadingStandart IiL = -1,6ma

IiH = 40µAIoL = 16 mA

IoH = - 400µAL IiL = -180µA

IiH = 10µAIoL = 3,6 mAIoH = - 200µA

H IiL = -2 mAIiH = 50µA

IoL = 20 mAIoH = - 500 µA

S IiL = -2 mAIiH = 50µA

IoL = 20 mAIoH = - 1 mA

LS IiL = -400µAIiH = 20µA

IoL = 8 mAIoH = - 400µA

AS IiL = -500µAIiH = 20µA

IoL = 20 mAIoH = - 2 mA

ALS IiL = -100µAIiH = 20µA

IoL = 8 mAIoH = - 400µA

NOTAS: IiL – corrente de entrada (input) quando o nível lógico for baixo. IiH – corrente de entrada (input) quando o nível lógico for alto. IoL – corrente de saída (output) quando o nível lógico for baixo. IoH – corrente de saída (output) quando o nível lógico for alto. O fan-in é uma especificação que deve ser levada em considerada principalmente quando se fizer conexão de várias saídas OPEN COLLECTOR a uma única entrada. Como o fan-out é um número definido para portas lógicas de mesma família, a quantidade de portas lógicas que pode ser ligada numa saída é diferente quando existe a mistura de famílias, sendo, por isso, necessário o conhecimento dos parâmetros de corrente de entrada e de saída das portas lógicas.

12. PARAMETROS EM CORRENTE CONTINUA:

Corrente Positiva: Corrente que entra num terminal de entrada ou saída de um dispositivo.

A corrente positiva de entrada de um dispositivo quando uma tensão em nível alto igual a tensão mínima de saída em nível alto especificada para a família, é aplicada a esta entrada. Corrente Negativa: Corrente que sai por um terminal de entrada ou saída de um

dispositivo.

13. CÓDIGOS DE FABRICANTES: Existem diversos fabricantes de circuitos integrados. A identificação do fabricante é possível através do seu prefixo, como mostra a tabela abaixo: PREFIXO FABRICANTE

SN TEXASDM NATIONALF FAIRCHILDMC MOTOROLAJF PHILIPSN SIGNETICSFL SIEMENSHD HITACHIMB FUJITSUM MITSUBISHIµP NECTD TOSHIBA

14. CÓDIGOS DE CIRCUITO INTEGRADOS

Cada circuito integrado recebe um código de identificação através do qual é possível conhecer, além do fabricante, várias características técnicas como:

Série;Tipo de família;Função lógica;Tipo de encapsulamento; A tabela abaixo, mostra vários códigos de identificação de circuitos integrados e seus respectivos fabricantes.

Código do Fabricante

Fabricante

SN 74 LS 195 A J TEXASDM 74 L 165 A N NATIONALF 9300 D C FAIRCHILDMC 74 91 A P MOTOROLAFJ H 13 1 PHILIPSN 74 S 00 F SIGNETICSFL H 29 I U SIEMENSHD 25 48 P HITACHIMB 400 M FUJITSUM 5 32 90 P MITSUBISHIµP B 2000 D NECTD 34 00 A P TOSHIBA

15. SIGNIFICADO DOS CÓDIGOS: Os significado dos códigos de todos os componentes dos diversos códigos de identificação dos circuitos integrados são encontrados nos manuais de seus respectivos fabricantes. Apenas para efeito de exemplificação, abaixo estão apresentados dois códigos de identificação com o significado de todos o seus componentes.

Código SN 74 LS 08 A N 3Significado 1 2

3 4 5 6 7

1 – Prefixo do Fabricante Texas2 – Série Comercial3 – Família Low Power Schottky4 – Função Lógica Quad 2 – Input AND Gates5 – Tecnologia Série Melhorada6 – Encapsulamento Em linha dupla – plástico7 – Instruções Processamento PEP nível 3

16. NORMAS TÉCNICAS A maioria do manuais de circuitos integrados digitais utiliza a simbologia de acordo com norma técnica ANSI. Entretanto, existem outras normas para a apresentação dos dispositivos digitais utilizadas em projetos de empresas brasileiras (ABNT) e européias (IEEE). O nome de uma norma técnica refere-se a sigla do órgão que a criou e possui vários códigos que diferenciam as diversas áreas de aplicação.

A tabela abaixo, apresenta quatro destas normas e seus respectivos órgãos, bem como, as principais características relativas à simbologia adotada na área de eletrônica digital.

Norma Órgão CaracterísticasANSI American National Standards Institute Indica apenas a função lógica do

dispositivo.IEEE Institute of Electrical and Electronic

EngineersIndica a função lógica e faz referencias a outras funções e características do dispositivo.

IEC International Electrotechinical Commission Segue o mesmo principio da norma IEEE. (IEC-617-12)

ABNT Associação Brasileira de Normas Técnicas.

Segue o mesmo princípio da norma IEC.(NBR – 08767 – Símbolos Gráficos para Diagramas Lógicos)

Apesar da ABNT , tanto no Brasil como na maioria dos países do mundo, a norma mais utilizada é a ANSI, tanto por questões culturais (padrão americano) e comerciais como, também, devido a sua grande simplicidade.


ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS AULA14: Contadores SíncronosBIBLIOGRAFIA: Elementos de Eletrônica Digital - Capuano/Idoeta - Editora Érica

Os contadores síncronos são mais rápidos que os contadores assincronos pois os seus relógios são interligados fazendo os FF mudarem de estado todos ao mesmo tempo.

A finalizar

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