Lista de Exercício  ­ Circuitos Combinacionais

Profª Raquel Frizera VassalloUFES

Parte 1

1­ Faça as conversões entre sistemas numéricos:

a) 9810 = ?16 b) C516 = ?2 c) 648 = ?2  d) 12010 = ?2 

e) 11011001012  = ?10 f) 9810 = ?2      g) 1010011010102  = ?16    h) 1010011010102   = ?8

2­   Para   as   expressões   abaixo,   use   álgebra   booleana   para   determinar   se   as   igualdades   sãoverdadeiras ou falsas. Atenção: Se quiser use tabelas verdades para verificar as expressões.

a) DCABDCBDCAAB ′′+=′′′+′′′+

b) ( )′+++=+′′′′ DCBADDCBA

c) ( )′+++=++′′+ EDCEFGDFGDFGEFGEDCCFG

3­ Encontre a expressão simplificada para as expressões lógicas abaixo. Faça através de Mapas deKarnaugh e Ágebra Booleana.

a) F = A'C'D' + AC' + BDC + A'CD'+ A'BC + AB'C'

b) F = M (3,4,7) 

c) Z = ∑ m(0,4,8,9,13,14,15)

4­ Escreva a expressão lógica para as saídas e simplifique usando Álgebra Booleana ou Mapa deKarnaugh.

a)

D

C

B

A

X

Y

b)

5­ Projete um sistema digital para implementar o Jogo da Pedra, Papel e Tesoura. O número departicipantes  será  de 2  jogadores.  A cada  partida,  cada   jogador  escolherá   secretamente  pedra,papel ou tesoura como sua opção. O vencedor é definido segundo a seguinte  regra: 

• Pedra vence tesoura, pois amassa a tesoura.• Tesoura vence papel, pois corta o papel.• Papel vence pedra, pois embrulha a pedra.• Toda vez que os dois jogadores optarem pelo mesmo objeto, ocorre um empate.

A saída deverá ser composta por 2 sinais que indicarão:

Saída Resultado00 Empate01 Jogador 1 vence10 Jogador 2 vence11 Entrada Inválida

Tabela 01

Implemente usando portas lógicas AND, OR e NOT e desenhe o diagrama lógico. 

6­   Considere   um   robô   cuja   plataforma   possui   um   sistema   de   pára­choques   com   4   sensoresdistribuídos conforme a figura abaixo (vista superior do robô). Projete um circuito combinacionalque gere um código para os motores a fim de que o robô se desvie toda vez que se chocar com umobstáculo. Considere que este código é enviado aos motores durante o tempo de um segundo edepois o movimento original é restabelecido. O controle deverá obedecer a seguinte regra:

• Se apenas o sensor F ou os 3 sensores frontaisforem pressionados, o robô deverá andar para trás;

• Se  apenas F e D forem pressionados, giro para aesquerda;

• Se apenas F e E forem pressionados, giro para adireita;

• Se apenas D ou E for pressionado, giro para o ladooposto ao lado do choque;

• Se apenas A for pressionado, movimento parafrente;

• Caso nenhum sensor seja pressionado e para as demais combinações (consideradasinválidas), o movimento original se mantém.

 Especifique um código para os motores, construa a tabela verdade e encontre as expressõesbooleanas para o circuito combinacinal do seu projeto. Não se esqueça de montar o diagrama deportas lógicas correspondente. 

sensorfrente

atrás

rodasE DF

A

7­ A figura apresenta o diagrama de blocos de câmera fotográfica acionada por um controladordigital, o qual funciona de acordo com a descrição dada logo abaixo.

1. Enquanto a máquina estiver ligada, o circuito de carga do flash estará funcionando.2. As entradas são:

F=0 Luz insuficiente B=0 Botão não acionado

F=1 Luz suficiente B=1 Botão acionado

C=0 Flash sem carga P=0 Sem tampa

C=1 Flash carregado P=1 Com tampa

3. As saídas são:

Obt=0 Não aciona obturador  Fls=0 Não aciona o flash

Obt=1 Aciona obturador  Fls=1 Aciona o flash

4. O sistema só dispara quando o botão é pressionado. Neste momento são geradas as saídas parao flash e o obturador.

5. O obturardor é o dispositivo que abre para a entrada de luz na câmera.6. O flash é a iluminação artificial que dispara quando não há luz suficiente.7. Para que o obturador funcione é necessário haver luz suficiente ou quando não há luz suficiente,

o flash deve estar carregado.8. O flash e o obturador só funcionam se a câmera estiver destampada.9. O flash só dispara quando estiver carregado e não houver luz suficiente.10.O carregamento do flash é iniciado automaticamente após um disparo.

Construa a tabela verdade de funcionamento do controlador digital . Defina as funções de controlepara o flash e o obturador. E construa o circuito lógico para cada uma das saídas.

8­ A taxa de transferência de dados de uma  rede A é de 200 Kbytes/s e de uma rede B é de 1,8Mbps  (bits por segundo). Qual das duas redes é mais rápida, a rede A ou B? Mostre por quê.

9­ Com um barramento de endereço de 18 bits (ADDR17...ADDR0) é possível endereçar quantosblocos de 32K? 

10­ Quantos bits de endereço são necessários para endereçar uma memória de 256MBytes?

Parte 2

1­ Um técnico trabalha em um laboratório com 4 substâncias químicas A, B, C e D. Existem apenas2 armários, X e Y, para armazenar essas substâncias. O técnico, de tempo em tempo, precisa moveras substâncias de um armário para outro. A natureza das substâncias é tal que é perigoso manter Be C juntas sem a substância A no mesmo recinto. Também é perigoso manter C e D juntas caso Bnão esteja presente. Crie um circuito lógico, usando um MUX 8:1, que dispara um alarme (saídaigual a 1) nos casos perigosos. Para efeito de padronização, considere o valor 0 para representar oarmário X e 1 para o armário Y.  Indique entrada(s) e saída(s) do seu projeto.

2   ­   Imagine  que  você   deverá  montar  um dispositivo  com 4 opções  diferentes  de   jogo  para  2participantes. Você   já possui 4 módulos prontos para cada um dos tipos de jogo.  Todos com omesmo número de entradas (4 bits para cada jocador) e saídas (2 bits). 

A escolha do jogo é feita através de um disco de seleção com 4 posições. Use um codificador emultiplexadores 4:1 para montar este dispositivo. Mostre o projeto através do diagrama de blocosdos módulos e das conexões dos sinais. Não se esqueça de indicar os sinais de entrada e saída.

3­ Suponha que temos 16 câmeras, do tipo do exercício 7 (Parte 1), espalhadas por um ambientecom diversas salas e que estas câmeras podem ser acionadas remotamente através de um código deseleção. Cada câmera recebe um sinal de habilitação e o sinal de disparo (sinal B do botão). Definaum circuito que permita habilitar, entre as 16, apenas uma câmera e outro circuito que faça chegaro sinal de disparo  à câmera escolhida. Use o que achar melhor: MUX, DEMUX, COD ou DECOD.

Jogador 1 Jogador 2

Circuito a ser implementado

4

4

Jogo 0 Jogo 1 Jogo 2 Jogo 3

Saídas

Jogador 1SaídasSeleção

Jogador 2

4­ Execute as operações em binário e indique o resultado na base decimal. Utilize o complementode 2 para efetuar a subtração. 

a) 37510  + EA16 =

b) 6416 ­ 7410 = 

c) a) 13510  + A416 = 

d) 5F16 ­ 5010 = 

5­ Implemente em hardware o seguinte trecho de programação:

Se A + B > C então Z = BSe não Z = Complemento de 2 (A)

Considere que os números A, B,  C e Z são de 3 bits  e você   tem a sua disposição módulos desomadores completos,  meio­somadores, subtratores,  multiplicadores e comparadores, todos paranúmeros de 3 bits, além de portas lógicas, multiplexadores e decodificadores. Use os componentese   módulos   que   você   precisar   indicando   o   esquema   de   ligação   entre     eles.  Não   é   precisoimplementar o circuito interno dos módulos aritméticos disponíveis!!!

6­  Braille  é  um sistema que permite pessoas cegaslerem   caracteres   alfanuméricos   através   do   tatoquando passam os dedos sobre um padrão de pontossalientes.   Projete   um   circuito   combinacional   queconverta o código BCD para Braille. A tabela abaixomostra a correspondência entre BCD e Braille. Vocêdeverá   usar   um   codificador   e   um   decodificadorbinários para implementar o conversor de códigos.Garanta que  para  as  entradas   inválidas  do  códigoBCD nenhum ponto saliente seja gerado. Para isso,você poderá usar portas lógicas adicionais se acharnecessário. 

7­ Construa um MUX de 10:1 usando apenas 3 MUX de 4:1. Os multiplexadores devem serinterligados de tal forma que os cógicos de seleção de 0000 a 1001 possam ser utilizadosdiretamente nas entradas de seleção dos multiplexadores.