Eletrônica Digital

Eletrônica DigitalEletrônica Digital

prof. Victory Fernandesprof. Victory Fernandesvictoryfernandes@yahoo.com.br

www.tkssoftware.com/victory

Capítulo 02 IDOETA; CAPUANO. Elementos de Eletrônica Digital.

Livros Érica Ltda., 1998.

Portas lógicas

E ou ANDOU ou ORNÃO ou NOTNÃO E, NE ou NANDNÃO OU, NOU ou NOR

Estados

0 e 1Verdadeiro e falsoPortão aberto e fechadoAparelho ligado e desligadoAusência e presença de tensão

EletrônicaE ou AND

Capitulo 02 SD1\Circuitos Portas Logicas\AND.DSN

Tabela VerdadeE ou AND

1 na saída sempre que todas entradas iguais a 1

SimbologiaE ou AND

Y = A.B

SimulaçãoE ou AND

Exemplo em software

resultado := var1 AND var2; Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoE ou AND

SN74AC08Texas Instruments

Quadruple 2-Input Positive AND Gates Capitulo 01 SD1\CIs Portas Logicas\sn74ac08 - AND.pdf

OU ou OR

Capitulo 02 SD1\Circuitos Portas Logicas\OR.DSN

Tabela VerdadeOU ou OR

1 na saída sempre que pelo menos uma entrada igual a 1

SimbologiaOU ou OR

Y = A + B

SimulaçãoOU ou OR

Exemplo em software

resultado := var1 OR var2; Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoOU ou OR

SN74AC32Texas Instruments

Quadruple 2-Input Positive OR Gates Capitulo 01 SD1\CIs Portas Logicas\sn74ac32 - OR.pdf

EletrônicaNÃO ou NOT

Capitulo 02 SD1\Circuitos Portas Logicas\NOT.DSN

Tabela VerdadeNÃO ou NOT

Saída igual inverso da entrada

SimbologiaNÃO ou NOT

Y = AY = A`

SimulaçãoNÃO ou NOT

resultado := NOT var1; Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoNÃO ou NOT

HD74LS04Hitachi

NOT Gates Capitulo 01 SD1\CIs Portas Logicas\HD74LS04.pdf

Exemplo Prático

Problema do Motor de Passo 1

Dados do problema: Um motor de passo de 4 fios pode ser ativado de 3

formas diferentesPasso completo 1Passo completo 2Meio Passo

Seu acionamento pode ser feito via porta paralela do computador que tem 8 bits de saída

Para acionar 2 motores com 4 bits cada utiliza-se todos os 8 bits da porta paralela

Pergunta-se, utilizando o conhecimento de portas NOT, como é possível ativar mais de 2 motores?

Problema do Motor de Passo

Passo completo 1

tempo b1 b2 b3 b4

t1 1 0 0 0

t2 0 1 0 0

t3 0 0 1 0

t4 0 0 0 1

Passo completo 2

tempo b1 b2 b3 b4

t1 1 1 0 0

t2 0 1 1 0

t3 0 0 1 1

t4 1 0 0 1

Meio Passo

tempo b1 b2 b3 b4

t1 1 0 0 0

t2 1 1 0 0

t3 0 1 0 0

t4 0 1 1 0

t5 0 0 1 0

t6 0 0 1 1

t7 0 0 0 1

t8 1 0 0 1

Solução NOT

Passo completo 2

tempo b1 b2 b3 b4

t1 1 1 0 0

t2 0 1 1 0

t3 0 0 1 1

t4 1 0 0 1

Dessa forma utiliza-se apenas 2 bits para cada motor, sendo assim pode-se controlar até 4 motores com os 8 bits disponíveis

Remover para visualizar a solução

tempo M1B1 M1B2 M2B3 M2B4 Decimal?

t1 1 1 1 1

t2 0 1 0 1

t3 0 0 0 0

t4 1 0 1 0

tempo M1B1 M1B2 M1B3 M1B4 M2B1 M2B2 M2B3 M2B4 Decimal?

t1 1 1 0 0 1 1 0 0

t2 0 1 1 0 0 1 1 0

t3 0 0 1 1 0 0 1 1

t4 1 0 0 1 1 0 0 1

Exercício

Implementar um sistema onde o ALARME deve disparar se: O botão de PÂNICO for pressionadoO sistema estando ATIVADO

Alguma PORTA não fechadaAlguma JANELA não fechada

Exercício

Exercício

Sensor de fim de cursoSensor de fim de curso

Sensor mecânico de toque Detectar final de curso Pode ser usado como referência 0 (zero)

Sensor de fim de cursoSensor de fim de cursoNA – Normal AbertoNA – Normal Aberto

Sensor de fim de cursoSensor de fim de cursoNA – Normal AbertoNA – Normal Aberto

Sensor de fim de cursoSensor de fim de cursoNF – Normal FechadoNF – Normal Fechado

Sensor de fim de cursoSensor de fim de cursoNF – Normal FechadoNF – Normal Fechado

EletrônicaNÃO E, NE ou NAND

Capitulo 02 SD1\Circuitos Portas Logicas\NAND.DSN

Tabela VerdadeNÃO E, NE ou NAND

Inverso da função AND

SimbologiaNÃO E, NE ou NAND

Y = (A.B)Y = (A.B)’

SimulaçãoNÃO E ou NAND

resultado := NOT (var1 AND var2); Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoNÃO E, NE ou NAND

SN74LVC00Texas Instruments

Quadruple 2-Input Positive NAND Gates Capitulo 01 SI1\CIs Portas Logicas\sn74lvc00a - NAND.pdf

EletrônicaNÃO OU, NOU ou NOR

Capitulo 02 SD1\Circuitos Portas Logicas\NOR.DSN

Tabela VerdadeNÃO OU, NOU ou NOR

Inverso da função OU

SimbologiaNÃO OU, NOU ou NOR

Y = (A+B)Y = (A+B)’

SimulaçãoNÃO OU ou NOR

resultado := NOT (var1 OR var2); Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoNÃO OU, NOU ou NOR

SN74AHC02Texas Instruments

Quadruple 2-Input Positive NOR Gates Capitulo 01 SI1\CIs Portas Logicas\sn74ahc02 - NOR.pdf

Quadro Resumo

Quadro Resumo

Funções Lógicas

Expressões booleanas de CircuitosCircuitos de Expressões booleanasTabela verdade de Expressões booleanasExpressões booleanas de tabela verdade

Expressões booleanas de Circuitos

Qual expressão booleana do seguinte circuito?

Expressões booleanas de Circuitos

Qual expressão booleana do seguinte circuito?S1= A.BS=S1+CLogo S=A.B+C

Expressões booleanas de Circuitos

Qual a expressão booleana do seguinte circuito?

Expressões booleanas de Circuitos

Qual a expressão booleana do seguinte circuito?A.BC’(C.D)’S=A.B+C’+(C.D)’

Circuitos de Expressões booleanas

Qual o circuito para a seguinte expressão booleana?S=((A.B.C) + (A+B) ). C

Circuitos de Expressões booleanas

Qual o circuito para a seguinte expressão booleana?S=(A.B.C) + ((A+B) . C)

Circuitos de Expressões booleanas

Qual o circuito para a seguinte expressão booleana?

Circuitos de Expressões booleanas

Qual o circuito para a seguinte expressão booleana?

Tabela verdade de Expressões booleanas

Qual a tabela verdade da seguinte expressão booleana?S = A’ + B + A.B’.C’

Tabela verdade de Expressões booleanas

Qual a tabela verdade da seguinte expressão booleana?S = A’ + B + A.B’.C’

Primeiro passo é preencher a tabela com os valores possíveis para as entradas

A B C S

Tabela verdade de Expressões booleanas

S = A’ + B + A.B’.C’O que acontece se A = 0?

S = 1 + B + A.B’.C’

A B C S

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Tabela verdade de Expressões booleanas

S = A’ + B + A.B’.C’O que acontece se B = 1?

S = A + 1 + A.B’.C’

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Tabela verdade de Expressões booleanas

S = A’ + B + A.B’.C’O que acontece se B = 1?

S = A + 1 + A.B’.C’

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Tabela verdade de Expressões booleanas

S = A’ + B + A.B’.C’Quando o resultado de

A.B’.C’ assume valor 1?

S = A + B + 1

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0 1

1 1 1 1

Tabela verdade de Expressões booleanas

S = A’ + B + A.B’.C’

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 1

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Expressões booleanas de tabela verdade

Qual a expressão booleana da seguinte tabela verdade?

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Expressões booleanas de tabela verdade

Qual a expressão booleana da seguinte tabela verdade?

Primeiro passo é extrair os casos onde S = 1

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Expressões booleanas de tabela verdade

Casos onde S = 1

000 ou 010 ou 110 ou 111

Depois é só montar a expressão usando E entre cada variável e OU entre cada caso

S=A’.B’.C’+A’.B.C’+A.B.C’+A.B.C

Próximo passo é montar o circuito lógico da expressão

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Expressões booleanas de tabela verdade

S=A’.B’.C’+A’.B.C’+A.B.C’+A.B.C

A B C S

0 0 0 1

0 0 1 0

0 1 0 1

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

Voltando ao exercício

Implementar um sistema onde o ALARME deve disparar se: O botão de PÂNICO for pressionadoO sistema estando ATIVADO e as PORTAS ou

JANELAS não estiverem fechadas

Desta vez implemente os circuitos lógicos com base na montagem da tabela verdade

Expressões booleanas de tabela verdade

Pânico Ativado Portas Janelas Alarme

0 0 0 0

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

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

Funções Lógicas

Blocos lógicosOU EXCLUSIVO, EXCLUSIVE OR ou XORNOU EXCLUSIVO, EXCLUSIVE NOR ou XNOR

Equivalência entre blocos

Tabela VerdadeEXCLUSIVE OR ou XOR

1 na saída sempre que as entradas forem diferentes entre si

SimbologiaEXCLUSIVE OR ou XOR

Y = A . B + A . BY = A + B

resultado := var1 XOR var2; Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoEXCLUSIVE OR ou XOR

SN74AC86Texas Instruments

Quadruple 2-Input Positive XOR Gates Capitulo 01 SD1\CIs Portas Logicas\sn74ac86 - XOR.pdf

SimulaçãoEXCLUSIVE OR ou XOR

Problema XOR

Dados do problema: Qual o formato da onda de saída S?

Tabela VerdadeEXCLUSIVE NOR ou XNOR

1 na saída sempre que as entradas forem iguais entre si

SimbologiaEXCLUSIVE NOR ou XNOR

Y = A . B + A . BY = A . B

Simulação EXCLUSIVE NOR ou XNOR

resultado := (((NOT var1) AND (NOT var2)) OR (var1 AND var2)); Capitulo 02 SD1\Demo Portas Logicas\Portas_Logicas.exe

ProgramaçãoEXCLUSIVE NOR ou XNOR

CD74HC7266Texas Instruments

Quadruple 2-Input XNOR Gates Capitulo 01 SD1\CIs Portas Logicas\cd74hc7266 - XNOR.pdf

Quadro Resumo

Equivalência entre blocos

NOT a partir de porta NANDInversor a partir de porta NORPortas NOR e OU a partir de E, NAND e

NOTPortas NAND e E a partir de OU, NOR e

NOR

Inversor a partir de porta NAND

Como fazer um NOT a partir de um NAND?

?

Inversor a partir de porta NAND

Como fazer um NOT a partir de um NAND?

Inversor a partir de porta NOR

Como fazer um NOT a partir de um NOR?

?

Como fazer um NOT a partir de um NOR?

Inversor a partir de porta NOR

Equivalência entre blocos

O seguintes circuitos são equivalentes entre si? Porque?

Quadro resumo

Dúvidas?

Victory Fernandes E-mail: victoryfernandes@yahoo.com.br Site: www.tkssoftware.com/victory

Referências Básicas Sistemas digitais: fundamentos e aplicações - 9. ed. /

2007 - Livros - FLOYD, Thomas L. Porto Alegre: Bookman, 2007. 888 p. ISBN 9788560031931 (enc.)

Sistemas digitais : princípios e aplicações - 10 ed. / 2007 - Livros - TOCCI, Ronald J.; WIDMER, Neal S.; MOSS, Gregory L. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2007. 804 p. ISBN 978-85-7605-095-7 (broch.)

Elementos de eletrônica digital - 40. ed / 2008 - Livros - CAPUANO, Francisco Gabriel; IDOETA, Ivan V. (Ivan Valeije). São Paulo: Érica, 2008. 524 p. ISBN 9788571940192 (broch.)

REFERÊNCIAS COMPLEMENTARES: Eletronica digital: curso prático e exercícios / 2004 - Livros - MENDONÇA,

Alexandre; ZELENOVSKY, Ricardo. Rio de Janeiro: MZ, c2004. (569 p.) Introdução aos sistemas digitais / 2000 - Livros - ERCEGOVAC, Milos D.;

LANG, Tomas; MORENO, Jaime H. Porto Alegre, RS: Bookman, 2000. 453 p. ISBN 85-7307-698-4

Verilog HDL: Digital design and modeling / 2007 - Livros - CAVANAGH, Joseph. Flórida: CRC Press, 2007. 900 p. ISBN 9781420051544 (enc.)

Advanced digital design with the verlog HDL / 2002 - Livros - CILETTI, Michael D. New Jersey: Prentice - Hall, 2002. 982 p. ISBN 0130891614 (enc.)

Eletronica digital / 1988 - Livros - Acervo 16196 SZAJNBERG, Mordka. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 1988. 397p.

Eletronica digital : principios e aplicações / 1988 - Livros - MALVINO, Albert Paul. São Paulo: McGraw-Hill, c1988. v.1 (355 p.)

Eletrônica digital / 1982 - Livros - Acervo 53607 TAUB, Herbert; SCHILLING, Donald. São Paulo: McGraw-Hill, 1982. 582 p.