Apostila Multisim Aplicações Práticas

1

PROFESSOR SÉRGIO MINAS MELCONIAN

MULTISIM

APLICAÇÕES PRÁTICAS

2

ÍNDICE

INTRODUÇÃO AO NI MULTISIM ............................................................................ 4

PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO ................................................................... 5

SELEÇÃO DAS PARTES .................................................................................. 5

CAPTURA E SIMULAÇÃO .............................................................................. 6

LAYOUT ................................................................................................................ 6

VERIFICAÇÃO..................................................................................................... 6

INTERFACE. .................................................................................................................... 7

CONFIGURAÇÃO DA ÁREA DE TRABALHO. ................................................. 9

CIRCUIT .......................................................................................................... 10

WORKSPACE ................................................................................................. 11

WIRING ............................................................................................................ 12

FONT ................................................................................................................ 13

PCB ................................................................................................................... 14

VISIBILITY ..................................................................................................... 15

BARRA DE FERRAMENTAS. ................................................................................... 16

CAPTURA E SIMULAÇÃO. ...................................................................................... 23

EXEMPLO 0 – CAPTURA DOS ELEMENTOS. ................................................... 23

EXEMPLO 1 – SIMULAÇÃO. ................................................................................... 29

EXEMPLO 2 – WATTÍMETRO. ................................................................................ 33

EXEMPLO 3 – OSCILOSCÓPIO E SINAIS ALTERNADOS (AC). ................ 36

AJUSTE DA BASE DO TEMPO DE SIMULAÇÃO. ........................................... 40

EXEMPLO 4 – TRANSFORMADOR. ...................................................................... 42

EXEMPLO 5 – DIODO RETIFICADOR. ................................................................. 45

EXEMPLO 6 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM 2 DIODOS. .. 47

EXEMPLO 7 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM PONTE. ........... 48

EXEMPLO 8 – DIODO ZENER E ESTABILIZAÇÃO DO SINAL. .................. 50

EXEMPLO 9 – TRANSISTOR. ................................................................................. 52

PROJETO FONTE FIXA ESTÁVEL – 12V/1A. ................................................... 55

3

ELEMENTOS DIGITAIS. ........................................................................................... 56

EXEMPLO 10 – PORTAS LÓGICAS DIGITAIS.................................................. 56

IMPLEMENTAÇÃO DAS PORTAS LÓGICAS COM CI. ................................... 62

EXEMPLO 11 - FAMILIA TTL COM CI COMPLETO E PORTA LÓGICA

INDIVIDUAL. ................................................................................................................. 63

EXEMPLO 12 - FAMILIA CMOS. ............................................................................ 66

EXEMPLO 13 – DECODIFICADOR E DISPLAY 7 SEGMENTOS. ............... 69

EXEMPLO 14 – FLIP-FLOP. ..................................................................................... 74

EXEMPLO 15 – REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO. ................................ 77

EXEMPLO 16 – CONTADORES E ANALISADOR LÓGICO. .......................... 78

CONTADORES ASSÍNCRONOS. ................................................................ 78

CONTADORES SÍNCRONOS. ...................................................................... 78

ANALISADOR LÓGICO. ................................................................................. 79

EXEMPLO 17 – MULTIVIBRADORES COM 555. ............................................. 82

CI 555 COMO MULTIVIBRADOR MONOESTÁVEL. ............................ 82

CI 555 COMO MULTIVIBRADOR ASTÁVEL.......................................... 84

EXEMPLO 18 – FIO E NÓ. ........................................................................................ 88

EXEMPLO 19 – BARRAMENTOS (BUS). ............................................................ 91

EXEMPLO 20 – CONECTORES. ............................................................................. 98

PROJETO RELÓGIO DIGITAL. ............................................................................. 102

REFERÊNCIAS. .......................................................................................................... 103

4

INTRODUÇÃO AO NI MULTISIM

O NI Multisim é um software para captura de esquemas, simulação e

análise de circuitos eletrônicos. Com enfoque integrado para projetos

eletrônicos de controle e potência, foi criado pela National Instruments para

ajudar o profissional da área técnica a desenvolver de maneira rápida,

simples e com menor custo projetos que englobam principalmente a

eletrônica e o controle de automação.

Dentro do ambiente de trabalho, a preparação para montagem e

simulação dos circuitos é simples e fácil.

A simulação é interativa e animada, o que possibilita à melhor

interpretação dos resultados obtidos e conseqüentemente uma aplicabilidade

mais concisa do projeto.

Os instrumentos são virtuais, possibilitando a análise de gráficos e

medidas de maneira fácil, barata e rápida.

O NI Multisim é uma ferramenta extremamente poderosa para os

profissionais da área.

A partir de agora entraremos no mundo da eletrônica e do controle de

automação, aplicando os conceitos no NI Multisim 11.

5

PROCESSO DE DESENVOLVIMENTO

Em desenvolvimento de projetos eletrônico, é comum seguir um fluxo para

a criação e construção das idéias de um projeto. O NI Multisim se enquadra

perfeitamente neste processo, pois segue os conceitos básicos de

desenvolvimento.

FLUXO DE DESENVOLVIMENTO

SELEÇÃO DAS PARTES

Se da pela seleção dos componentes eletrônicos envolvidos e a

confecção do esboço do esquema do projeto.

O NI Multisim oferece ao usuário uma série de bibliotecas com

componentes reais que seguem as características de mercado, além de

possibilitar a criação de bibliotecas com componentes criados pelo próprio

usuário. Assim é possível esboçar diversos tipos de esquemas dos mais

diversos ramos da eletrônica e automação.

6

CAPTURA E SIMULAÇÃO

É justamente neste ponto a principal aplicação do NI Multisim, pois é na

captura do circuito e simulação que serão feitas as análises necessárias para

o entendimento ou averiguação do funcionamento do circuito.

Nesta etapa o usuário pode utilizar os mais diversos recursos de análise

para verificação do comportamento dos circuitos em situações reais.

O NI Multisim oferece mais de 20 ferramentas de análises, além de uma

biblioteca com inúmeros instrumentos virtuais para captação de dados.

LAYOUT

Nesta etapa é necessário o auxilio do software NI Ultiboard, onde será

feito o Layout da placa de circuito impresso.

É possível a partir da construção do esquema elétrico e simulação no NI

Multisim, transportá-lo para no NI Ultiboard para a confecção da PCI.

VERIFICAÇÃO

Está é a etapa final do fluxo de desenvolvimento. É nela que será feita a

verificação da PCI para a confecção do processo de manufatura.

7

INTERFACE.

A interface de trabalho do NI Multisim é simples, pois trabalha em sua

grande maioria com representações gráficas dos elementos a serem

utilizados, além de utilizar os mesmos conceitos dos softwares compatíveis

ao sistema Windows.

INTERFACE DE TRABALHO NI MULTISIM 11

8

ÁREA DE TRABALHO

Utilizada para desenvolver o esquema elétrico do projeto.

BARRA DE FERRAMENTAS*

Auxilia no acesso rápido as listas de componentes e aos instrumentos

virtuais ou de análises.

DESIGN TOOLBOX (CAIXA DE FERRAMENTAS DE

DESIGN)

Ajuda no gerenciamento dos projetos desenvolvidos no ambiente Multisim

SPREADSHEET VIEW (EXIBIÇÃO DE PLANILHA)

Permite a visualização avançada e edição de parâmetros como detalhe

dos componentes, atributos e restrições do design. Proporciona uma visão

ampla dos objetos.

* Basta clicar com o botão direito do mouse sobre a barra de ferramentas para habilitar

ou desabilitar os elementos da barra.

9

CONFIGURAÇÃO DA ÁREA DE TRABALHO.

A área de trabalho é o local onde será construído e simulado o circuito

desenvolvido. Para isso é importante que ela esteja configurada de modo a

facilitar a leitura e interpretação do projeto.

Para configurar a área de trabalho, basta clicar com o botão direito

do mouse sobre a área de trabalho >> Properties.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO

10

CIRCUIT

Local onde são configuradas as cores da área de trabalho e do projeto,

além das descrições que rotulam os componentes e os barramentos.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – CIRCUIT

11

WORKSPACE

Local onde são configuradas as propriedades do papel onde será feito o

esquema elétrico do projeto.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – WORKSPACE

12

WIRING

Local onde são configuradas as opções dos barramentos.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – WIRING

13

FONT

Local onde são ajustadas as características do texto quanto á tamanhos

fonte e estilo.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – FONT

14

PCB

Local onde é feito o set up das opções da Placa de Circuito Impresso que

será transferida para o ULTIBOARD.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – PCB

15

VISIBILITY

Local onde é feita a inserção dos LAYERS específicos para o projetista.

PROPRIEDADES DA ÁREA DE TRABALHO – VISIBILITY

16

BARRA DE FERRAMENTAS.

Para acessar a biblioteca de componentes do Multisim basta clicar em

Place >> Component...

ACESSO A LISTA DE COMPONENTES.

17

Na biblioteca de componentes há uma lista com aproximadamente 13.000

elementos dos mais diversos ramos da eletrônica e automação. Para

selecionar os componentes da biblioteca basta clicar em Database e

selecionar Master Database.

Feita a seleção da biblioteca basta clicar em Group e selecionar o grupo

de componentes desejados. Após a seleção do grupo desejado acesse

Family e selecione a família do componente do grupo anteriormente

selecionado.

JANELA PARA SELEÇÃO DE COMPONENTES.

18

Os botões para seleção de componentes e instrumentos da barra de

ferramentas estão descritos a seguir.

Botões de componentes:

19

BOTÕES DOS COMPONENTES QUE COMPÕEM A BIBLIOTECA

20

Botões de instrumentos:

21

22

BOTÕES DOS INSTRUMENTOS QUE COMPÕEM A BIBLIOTECA

23

CAPTURA E SIMULAÇÃO.

Nesta etapa, será mostrado como fazer a captura e simulação de circuitos

relacionados à eletrônica analógica e eletricidade básica.

EXEMPLO 0 – CAPTURA DOS ELEMENTOS.

CIRCUITO EXEMPLO 0 – CAPTURA DOS ELEMENTOS

Como já visto, para acessar a biblioteca de componentes basta clicar em

Place >> Component...

Já na biblioteca de componentes, basta selecionar o elemento desejado e

ajustá-lo na área de trabalho. Esse processo será repetido quantas vezes

forem necessárias para a inserção de todos os elementos do circuito.

24

INSERÇÃO DA FONTE DC

INSERÇÃO DOS RESITORES

25

Estando todos os elementos na área de trabalho, basta clicar em cima de

um dos componentes com o mouse (BOTÃO ESQUERDO) e arrastá-lo para

o local desejado.

MOVIMENTAÇÃO DOS COMPONENTES PELA ÁREA DE TRABALHO

Caso o projetista entenda necessária a mudança de algumas

características do componente quanto a propriedades, rotação, cor, fonte do

texto, exclusão, substituição, entre outros. Basta clicar com o botão direito do

mouse sobre o mesmo.

26

CARACTERÍSTICAS DO COMPONENTE

Componentes selecionados e configurados basta conectá-los entre si.

Para isso clique com o mouse (botão esquerdo) no terminal de um dos

componentes e arraste até o terminal do outro componente que se deseja

conectar.

CONECÇÃO DOS COMPONENTES

27

Passada todas as etapas de captura e construção do esquema elétrico.

Será visto como inserir um instrumento virtual para análise dos sinais.

A principio será trabalhado o Multímetro Virtual.

Lembrando que para análise de tensão (Multímetro como Voltímetro),

coloca-se o instrumento em paralelo com o circuito. Já para análise de

corrente (Multímetro como Amperímetro), coloca-se o instrumento em série

com o circuito.

CIRCUITO ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES COM VOLTIMETRO E

AMPERIMETRO

28

Para inserir um Multímetro no circuito, basta clicar em Simulate >>

Instruments >> Multimeter.

INSERÇÃO DO MULTIMETRO VIRTUAL

Para conectar o instrumento ao circuito, mudar suas propriedades,

características, movimentá-lo, entre outras. Utiliza-se das mesmas técnicas

aplicadas aos componentes eletrônicos.

29

Ao inserir o instrumento no circuito, é necessário ajustá-lo conforme

necessidade e características do projeto. Para isso basta dar um duplo click

com o mouse (botão esquerdo) em cima do instrumento.

AJUSTE DO MULTIMETRO

EXEMPLO 1 – SIMULAÇÃO.

Após todas as etapas para inserção e configuração dos componentes e

instrumentos. Será visto como simular o circuito projetado.

Para iniciar a simulação, basta clicar Simulate >> Run.

Para parar a simulação, basta clicar em Simulate >> Stop ou Pause.

30

INICIAR OU PARAR A SIMULAÇÃO

Ao iniciar a simulação click duas vezes com o botão esquerdo do mouse

sobre os instrumentos. Abrirá uma janela indicando os valores medidos.

ATENÇÃO AS CONFIGURAÇÕES DOS INSTRUMENTOS e NUNCA SE ESQUEÇA DO TERRA,

POIS SEM ELE O CIRCUITO NÃO FUNCIONA.

EXEMPLO 1 - SIMULAÇÃO DO CIRCUITO ASSOCIAÇÃO DE RESISTORES

31

EXERCÍCIOS

A partir de agora você projetista colocará em prática os conhecimentos

adquiridos neste EXEMPLO 1.

Ex 1. Dado o circuito a seguir, encontre os valores de tensão nos resistores

R1, R2, R3, R4 e R5 e a corrente que passa pelos resistores R2, R4 e R5.

Confirme os resultados aplicando os devidos cálculos.

Ex 2. A partir do circuito dado, encontre as tensões nos resistores R6,

R9, R10, R11 e R12 e a corrente que passa por R6, R7, R8, R10 e R11,

quando a chave estiver aberta. Repita a operação com a chave fechada.

Confirme os resultados aplicando os devidos cálculos.

32

DESAFIO 1

Monte e simule no Multisim o circuito a baixo, encontrando os valores de

tensão e corrente nos resistores.

Justifique todos os valores aplicando os cálculos devidos.

33

EXEMPLO 2 – WATTÍMETRO.

O Wattímetro é um instrumento para medir o Efeito Joule ou

simplesmente a Potência Elétrica do circuito ou elemento resistivo especifico.

O produto da tensão e da corrente gera a Potência Elétrica, para isso é

necessário ligar o Wattímetro ao circuito como voltímetro e amperímetro

simultaneamente, conforme figura a seguir.

EXEMPLO 2 - CIRCUITO COM APLICAÇÃO DO WATTÍMETRO VIRTUAL

OBS: Todos os conceitos anteriores se aplicam ao Wattímetro.

34

Exercícios

Coloque em prática os conhecimentos adquiridos anteriormente.

Ex 1. Encontre a potência dissipada em cada resistor e a potência total

do circuito. Aplique os cálculos necessários para justificar os valores

encontrados.

Ex 2. Monte o circuito a seguir, encontre as potências descritas e

justifique os valores com os devidos cálculos.

35

DESAFIO 2

Monte e simule no Multisim o circuito a baixo, encontrando os valores de

potências nos resistores e a potência total do circuito.

Justifique todos os valores aplicando os cálculos devidos.

36

EXEMPLO 3 – OSCILOSCÓPIO E SINAIS ALTERNADOS (AC).

Os conceitos vistos anteriormente foram implementados com sinais DC,

porém neste exemplo serão estudados os sinais AC. Para isso serão

abordados o Osciloscópio Virtual e o Gerador de Sinais.

Osciloscópio é um instrumento utilizado para análise de sinais elétricos,

no qual é possível medir sinais AC, DC, Períodos, Freqüências e

Defasagens.

Para inserir um Osciloscópio no circuito, basta clicar em Simulate >>

Instruments >> Oscilloscope.

Para conectar o instrumento ao circuito, mudar suas propriedades,

características, movimentá-lo, entre outras. Utiliza-se das mesmas técnicas

aplicadas aos componentes eletrônicos.

Ao inserir o instrumento no circuito, é necessário ajustá-lo conforme

necessidade e características do projeto. Para isso basta dar um duplo click

com o mouse (botão esquerdo) em cima do instrumento.

EXEMPLO 3 – OSCILOSCÓPIO.

37

O Gerador de Sinais do Multisim é um instrumento virtual que proporciona

ao projetista, sinais alternados tipo Senoidal, Triangular e Quadrado.

Para inserir um Gerador de sinal no circuito, basta clicar em Simulate >>

Instruments >> Function Generation.

EXEMPLO 3 – GERADOR DE SINAIS AC.

EXEMPLO 3 – GERADOR DE SINAIS E OSCILOSCÓPIO COM 2 CANAIS

38

Exercícios


EX 1. Monte o circuito a seguir e complete a tabela. Aplicando os cálculos

correspondentes. Deixe o Duty Cycle em 50% e Offset em 0V.

Sinal Senoidal

f (Hz) Amplitude (V) T (s) Vp CH-A Vp CH-B Vpp CH-A Vpp CH-B

60 100

200 156

500 250

750 300

1k 500

2k 1K

5k 2K

Sinal Triangular


10m 10

25m 15

80m 25

120m 30

1 50

30 120

1,2k 150

Sinal Quadrado


30m 1

600m 2

12 3

350 5

135k 6

530k 8

1M 10

39

DESAFIO 3

Repita o EX 1 porém, encontrando os valores instantâneos de tensão nos

canais A e B para cada uma das situações citadas a seguir:

Sinal Senoidal

Tempo (s) Canal A Canal B

2m

10m

50m

100m

500m

1

5

Aplique a equação instantânea senoidal para confirmação dos valores.

Lembrando que o ângulo φ adotado será 0.

Sinal Triangular


2m

10m

50m

100m

500m

1

5

Sinal Quadrado


2m

10m

50m

100m

500m

1

5

40

AJUSTE DA BASE DO TEMPO DE SIMULAÇÃO.

O Multisim possibilita ao projetista configurar a base do tempo de

simulação. Essa é uma ferramenta muito importante quando se trabalha com

medidas onde o tempo é um dos elementos primordiais para o funcionamento

ou para compreensão do projeto.

Os casos como análises de sinais no osciloscópio, circuitos digitais

contadores, registradores de deslocamento entre outros. O tempo de

simulação pode influenciar no funcionamento da simulação ou no tempo de

leitura de uma determinada informação.

Para isso o projetista pode alterar as configurações de tempo do Multisim

clicando em Simulate >> Interactive Simulation Settings.

Nesta janela basta seguir as seguintes configurações.

AJUSTE DO TEMPO DE SIMULAÇÃO

41

Ao iniciar uma simulação basta observar no canto inferior direito da área

de trabalho uma barra que irá carregar e descarregar durante a simulação e

no quanto rápido o tempo está variando.

VARIAÇÃO DO TEMPO DE SIMULAÇÃO

42

EXEMPLO 4 – TRANSFORMADOR.

Transformador é um dispositivo baseado no principio da indução

eletromagnética. Ele é basicamente formado por um par de enrolamentos

que são enrolados em um núcleo de ferro, esses farão as conversões de

energia elétrica em magnética e vice-versa.

Ao trabalhar com transformadores no Multisim é preciso ter cuidado na

seleção dos mesmos, pois caso o transformador não esteja configurado ou

inserido em sua correta aplicabilidade o circuito não funcionará.

Para inserir um Transformador no circuito, basta clicar em Place >>

Component... >> Group >> Basic >> Transformer *.

INSERÇÃO DO TRANSFORMADOR

* Atenção na escolha do transformador e nas suas configurações.

43

Como exemplo será escolhido um transformador de potência com

derivação central no secundário e relação 10:1.

EXEMPLO 4 – APLICAÇÃO DO TRANSFORMADOR

44

Exercícios


EX 1. Monte o circuito a seguir e meças os pontos descritos, com o

Osciloscópio e depois com o Multímetro. Justifique os valores com os devidos

cálculos.

EX 2. Utilizando como base o EX 1. se for colocada uma carga de

1,5KΩ entre os pontos AC. Qual o valor da corrente que percorrerá a carga?

E se a mesma carga for colocada entre os pontos AB. Qual o valor da

corrente?

DESAFIO 4

Considere o circuito a seguir:

a. Sabendo que o Np = 1200 espiras. Qual o valor do Ns total?

b. Quanto vale Vrms pegando a derivação central como referência?

c. Se ligada uma carga de 2k2Ω no secundário total do transformador.

Qual o valor da corrente no secundário?

d. Qual a potência do primário e secundário do transformador?

45

EXEMPLO 5 – DIODO RETIFICADOR.

Os diodos são elementos semicondutores, ou seja, estão entre os

materiais isolantes e condutores. Dentre os diodos utilizados hoje, o silício é

o material de maior aplicabilidade na confecção deste que é um dos

componentes mais importantes no mundo da eletrônica.

A primeira aplicação vista será aplicando o diodo como retificador de meia

onda.

Para inserir um diodo no circuito, basta clicar em Place >> Component...

>> Group >> Diodes >> Diode.

INSERÇÃO DO DIODO

46

No exemplo será utilizado o diodo retificador 1N4007.

EXEMPLO 5 – APLICAÇÃO DO DIODO EM RETIFICADOR DE MEIA ONDA

Exercícios


EX 1. Monte o retificador de meia onda sem filtro conforme exemplo 5 e

meça com o multímetro e com o osciloscópio as quedas de tensão no diodo e

na carga. Represente graficamente.

Ex 2. Repita o procedimento do Ex 1, porém acrescente o filtro conforme

exemplo 5.

DESAFIO 5

a. Justifique o ocorrido nos EX 1 e EX 2.

b. Ocorrerá algo diferente se a carga for de 10kΩ?

c. E se mantiver a carga de 10kΩ e colocar um capacitor de 2200μF?

47

EXEMPLO 6 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA COM 2

DIODOS.

Os retificadores de onda completa são mais eficientes do que os de meia

onda, pois utilizam o semi-ciclo negativo da rede elétrica.

Como primeiro exemplo de retificadores de onda completa, será visto o

com dois diodos ou simplesmente retificador com Center Tap.

Para inserir os elementos na área de trabalho, basta seguir os conceitos

anteriores.

EXEMPLO 6 – APLICAÇÃO DO DIODO EM RETIFICADOR DE ONDA

COMPLETA COM CENTER TAP.

Exercícios


EX 1. Monte o retificador de onda completa com Center Tap sem filtro

conforme exemplo 6 e meça com o multímetro e com o osciloscópio as

quedas de tensão nos diodos e na carga. Represente graficamente.


exemplo 6.

DESAFIO 6




48

EXEMPLO 7 – RETIFICADOR DE ONDA COMPLETA EM

PONTE.

Os retificadores de onda completa em ponte não necessitam da

derivação central, porém exigem a utilização de 4 diodos retificadores para

um correto funcionamento.

Para inserir os elementos na área de trabalho, basta seguir os conceitos

anteriores, mas com uma ressalva.

Na biblioteca do Multisim há uma série de retificadores em ponte prontos,

não sendo necessária a configuração do mesmo manualmente. Para isso

basta clicar em Place >> Component... >> Group >> Diodes >> FWB.

INSERÇÃO DA PONTE DE DIODOS

49

No exemplo será utilizada a ponte de diodo 3N246.

EXEMPLO 7 – APLICAÇÃO DO DIODO EM RETIFICADOR DE ONDA

COMPLETA EM PONTE.

Exercícios


EX 1. Monte o retificador de onda completa em ponte sem filtro conforme

exemplo 7 e meça com o multímetro e com o osciloscópio as quedas de

tensão nos diodos e na carga. Represente graficamente.


exemplo 7.

DESAFIO 7




50

EXEMPLO 8 – DIODO ZENER E ESTABILIZAÇÃO DO SINAL.

O diodo zener diferencia-se do diodo retificador, pois trabalha com a

polarização reversa, mantendo uma tensão constante dentro de um intervalo

de corrente. Por esse motivo sua principal aplicação é a regulação da tensão.

Para inserir o diodo zener basta clicar em Place >> Component... >>

Group >> Diodes >> Zener.

Como exemplo será usado o diodo zener 1N4742A.

CARACTERÍSTICAS ELÉTRICAS DO DIODO ZENER

51

EXEMPLO 8 – DIODO ZENER E ESTABILIZAÇÃO DO SINAL.

Exercícios


EX 1. Substitua o resistor Rs (100Ω) do exemplo 8, pelos resistores da

tabela e complete os campos vazios.

Rs(Ω) Iz(mA) Vz(V)

50

100

500

1k

10k

EX 2. Repita o EX 1 porém substituindo o resistor de carga RL (1kΩ).

Mantenha Rs em 100 Ω.

RL(Ω) Iz(mA) Vz(V)

50

100

500

1k

10k

DESAFIO 8

Dimensione Rs para um circuito estabilizador, alimentado com 15V ±10%,

utilizando o diodo zener 1N4737A. Simule o circuito no Multisim e justifique o

problema com os cálculos devidos.

52

EXEMPLO 9 – TRANSISTOR.

Transistor é um componente eletrônico semicondutor, composto por três

camadas. Basicamente ele é aplicado como chave eletrônica e amplificador

de sinal. Hoje os transitores são base das estruturas microprocessadas.

Para inserir o transistor basta clicar em Place >> Component... >>

Group >> Transistors.

INSERÇÃO DO TRANSISTOR.

53

Como exemplo será usado o transistor BC337 - NPN.

EXEMPLO 9 – TRANSISTOR COMO CHAVE

Exercícios


EX 1. Varie o potenciômetro de 0 a 100% e complete a tabela a seguir.

POTEN. % IB IC IE VBE VCE

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

54

EX 2. Repita o EX 1, porém meça a queda de tensão nos resistores e no

led do circuito.

POTEN. % VRB VRC VRE POTEN VLED

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

DESAFIO 9

a. Encontre o β do transistor BC337.

b. Substitua o transistor pelo BC 548 e repita os exercícios anteriores.

c. Explique o ocorrido, quando da substituição do BC337 pelo BC548.

55

PROJETO FONTE FIXA ESTÁVEL – 12V/1A.

Projete e simule uma fonte fixa estável – 12V/1A com transistor e diodo

Zener e outra com regulador de tensão 78XX.

Lembrando que a tensão da rede elétrica será de 120V – 60Hz e a tensão

do secundário do transformador 12V.

56

ELEMENTOS DIGITAIS.

A partir do próximo exemplo você entrará no mundo da eletrônica digital.

Na eletrônica digital do Multisim há a possibilidade da trabalhar com

elementos digitais virtuais ou reais do tipo TTL ou CMOS. Os dois últimos são

baseados em códigos de circuitos integrados disponíveis no mercado,

portanto para implementá-los é preciso conhecer comercialmente suas

características.

EXEMPLO 10 – PORTAS LÓGICAS DIGITAIS.

Neste primeiro exemplo digital será visto como implementar as portas

lógicas digitais virtuais.

Para isso basta clicar em Place >> Component... >> Group >> Misc

Digital >> TIL.

INSERÇÃO DE ELEMENTOS DIGITAIS VIRTUAIS.

57

Na biblioteca Misc Digital - TIL todos os elementos digitais disponíveis

são virtuais, ou seja, não podem ser transferidos para o Ultiboard, sendo

aplicáveis apenas para simulação e desenvolvimento de esquemas no

Multisim.

EXEMPLO 10 – APLICAÇÃO DAS PORTAS LÓGICAS VIRTUAIS.

Para implementar as portas lógicas virtuais, já foi visto que deve-se

acessar a biblioteca Misc Digital, porém há outros elementos a serem

adicionados. Vejamos como inseri-los.

A fonte de alimentação pode ser implementada com característica TTL ou

CMOS. No caso, o exemplo não utiliza nenhuma das tecnologias, porém será

aplicada uma fonte do tipo TTL para simulação do circuito.

58

Para isso basta clicar em Place >> Component... >> Group >> Sources

>> Power_Sources >> VCC.

INSERÇÃO DA FONTE VCC.

59

Para inserir as chaves on-off basta clicar em Place >> Component... >>

Group >> Basic >> Switch >> Dipsw1*.

INSERÇÃO DAS CHAVES ON-OFF

* No caso do exemplo há três chaves, podendo ser aplicado também Dipsw 3, mas as

observações referentes a inserção deste dispositivo serão vistas mais a diante.

60

Para inserir o indicador luminoso basta clicar em Place >> Component...

>> Group >> Indicators >> Probe >> Probe_Dig*.

INSERÇÃO DE INDICADORES LUMINOSOS

* Qualquer um dos Probes Digitais escolhidos podem ser implementados, mas

lembre-se que são apenas indicadores virtuais, não podendo ser transferidos para o

ULTIBOARD.

61

Exercícios


EX 1. A partir das expressões lógicas. Monte os circuitos e simule-os no

Multisim.

a.

b.

EX 2. Dada a tabela da verdade, encontre a máxima simplificação e

simule o circuito no Multisim.

A B C S1 S2

0 0 0 0 0

0 0 1 0 1

0 1 0 1 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 0

1 1 0 0 0

1 1 1 1 1

DESAFIO 10

Uma empresa de marketing possui quatro integrantes administrativos que

votam os rumos da empresa em reuniões semanais. Com o intuito de

acelerar as votações e manter o sigilo dos votos, você foi contratado para

desenvolver um sistema de votação lógico no qual deve seguir a seguinte

ordem de prioridade.

1. DIRETOR GERAL – 1 VOTO (Minerva)

2. GERENTE – 1 VOTO

3. TESOURARIA – 1 VOTO

4. RECURSOS HUMANOS – 1 VOTO

Quando a soma dos votos for maioria para aprovação de uma

determinada decisão, uma lâmpada verde ligará confirmando a votação. Já

quando a soma dos votos for minoria, uma lâmpada vermelha ficará ligada

confirmando a reprovação.

No caso de empate (dois votos a favor e dois contra) o voto de minerva

(desempate) é do DIRETOR GERAL.

Desenvolva e simule no Multisim o projeto para confirmar os

acontecimentos.

62

IMPLEMENTAÇÃO DAS PORTAS LÓGICAS COM CI.

Como já visto anteriormente, o Multisim possui uma biblioteca com

componentes virtuais que podem ser implementados para simulação, porém

quando há a necessidade de transferir o esquema para o Ultiboard ou

representá-lo com informações comerciais é necessário trabalhar com os

componentes reais. No caso da eletrônica digital, podem ser utilizados os

circuitos integrados (CIs) com tecnologia TTL ou CMOS.

Primeiramente será mostrado como trabalhar com CIs com tecnologia

TTL.

Para isso basta clicar em Place >> Component... >> Group >> TTL.

SELEÇÃO E INSERÇÃO DE CIs TTL

63

EXEMPLO 11 - FAMILIA TTL COM CI COMPLETO E PORTA

LÓGICA INDIVIDUAL.

Ambas as maneiras podem ser utilizadas para simulação e transferência

para o Ultiboard, mas só atenção a alimentação do CI Completo nos pinos

VCC e GND.

Caso o projetista opte pelas portas lógicas individuais, é preciso ter a

seguinte atenção.

Ao selecionar o CI desejado irá aparecer uma janela como a descrita a

seguir:

JANELA PARA SELEÇÃO DA PORTA LÓGICA INDIVIDUAL

Nesta janela deve ser escolhido um novo circuito integrado. No caso do

exemplo o CI 74LS00D tem 8 pinos de entrada e 4 pinos de saída. Para cada

novo CI escolhido até quatro portas NAND (exemplo) podem ser inseridas.

64

PORTAS LÓGICAS INSERIDAS POR CI

Na figura anterior é possível observar que foram inseridas 2 portas NAND

de 4 possível de um único circuito integrado.

Isso é muito importante ao transferir o esquema para o Ultiboard, pois

caso fossem colocadas duas portas de integrados diferentes, na PCB teriam

dois CIs 74LS00D e não apenas um como no exemplo.

Essa técnica também se aplica a outros dispositivos. A exemplo a chave

Dipsw 3 citada no exemplo 10.

Exercícios


EX 1. A partir das expressões lógicas. Monte os circuitos e simule-os no

Multisim utilizando CI Completo TTL e Porta Lógica TTL Individual.

a.

b.

EX 2. Dada a tabela da verdade, encontre a máxima simplificação e

simule o circuito no Multisim utilizando CI Completo TTL e Porta Lógica TTL

Individual.

A B C S1 S2

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 1 0 1 0

0 1 1 1 1

1 0 0 1 0

1 0 1 1 1

1 1 0 0 0

1 1 1 0 1

65

DESAFIO 11

Um prédio de 10 andares possui dois reservatórios de água, sendo um no

subsolo e outro na cobertura.

O reservatório inferior é abastecido pela empresa de saneamento básico e

o controle da entrada da água se da por uma eletro-válvula que se mantém

aberta até esse reservatório encher. Já o reservatório superior é abastecido

por uma bomba hidráulica que bombeia a água do reservatório inferior.

Elabore o projeto lógico utilizando CIs TTL e outro com Portas Lógicas

TTL Individuais. Indique onde ficarão e quantos sensores serão utilizados.

OBS: Quando Nível Lógico 0 – Eletro-Válvula aberta, Bomba OFF,

Sensor OFF;

Quando Nível Lógico 1 – Eletro-Válvula fechada, Bomba ON,

Sensor ON;

RESERVATÓRIO SUPERIOR

BOMBA HIDRÁULICA

RESERVATÓRIO INFERIOR

ELETRO-VÁLVULA

66

EXEMPLO 12 - FAMILIA CMOS.

As mesmas técnicas lógicas aplicadas à tecnologia TTL também se

aplicam a tecnologia CMOS do Multisim, pois conceitualmente ambos são

logicamente semelhantes. Porém eletronicamente falando TTL e CMOS se

diferenciam.

Das diferenças entre uma tecnologia e outra uma das mais relevantes é a

economia de energia que os integrados CMOS proporcionam em relação aos

TTL, mas isso na prática é claro, pois no Multisim não há diferença.

Para inserir um elemento CMOS basta clicar em Place >> Component...

>> Group >> CMOS.

SELEÇÃO E INSERÇÃO de CIs CMOS

67

Exercícios


EX 1. A partir do circuito lógico virtual, monte-o novamente utilizando

portas lógicas CMOS.

68

EX 2. A partir do circuito lógico virtual do EX 1, monte-o novamente

utilizando o mínimo de CIs CMOS.

DESAFIO 12

Um empresário decidiu implementar no escritório da empresa um sistema

lógico de controle no qual as janelas e as luzes trabalham sem a intervenção

humana. Para isso ele contratou você projetista para elaborar o projeto lógico

de controle.

Você sendo um profissional gabaritado sabe que para implementar o

sistema lógico é necessário colocar três elementos sensores para fazer a

analise dos fatos descritos a seguir.

1. SENSOR DE PRESENÇA – É a prioridade máxima, ele irá indicar se

há alguém no escritório. No caso de presença (Nível Lógico = 1).

2. SENSOR DE CHUVA – Indica se está chovendo. No caso de chuva

(Nível Lógico = 1).

3. SENSOR DE LUMINOSIDADE - Indica se está dia ou noite. No caso

de noite (Nível Lógico = 1).

As luzes do escritório acenderão quando houver alguém na sala e as

janelas estiverem fechadas. (NÍVEL LÓGICO 1 = LUZ ACESA)

As janelas ficaram fechadas quando não houver ninguém no escritório e

se estiver chovendo ou de noite. (NÍVEL LÓGICO 1 = JANELA ABERTA)

Lembre-se que o projeto deverá ser feito com CIs CMOS.

69

EXEMPLO 13 – DECODIFICADOR E DISPLAY 7 SEGMENTOS.

Decodificador é um dispositivo eletrônico que converte uma informação

em outra. No caso será aplicado um decodificador BCD 7 segmentos para

representar uma informação binária que segue o código BCD 8421 em um

display de 7 segmentos Catodo comum.

REPRESENTAÇÃO DO DECODIFICADOR E DISPLAY 7 SEGMENTOS

No Multisim podem ser aplicados decodificadores virtuais ou reais. Como

exemplo será aplicado um decodificador virtual.

Para isso basta clicar em Place >> Component... >> Group >> Misc

Digital >> TIL.

INSERÇÃO DO DECODIFICADOR VIRTUAL

70

O display utilizado será um 7 segmentos catodo comum.

Para isso basta clicar em Place >> Component... >> Group >>

lndicators >> Hex_Display.

INSERÇÃO DO DISPLAY 7 SEGMENTOS CATODO COMUM

O circuito ficará da seguinte maneira:

CIRCUITO COM DECODIFICADOR E DISPLAY 7 SEGMENTOS

71

OBS: O TERRA PARA CIRCUITOS DIGITAIS DEVE SER O DGND,

CONFORME REPRESENTAÇÃO ANTERIOR.

Para inserir o DGND basta clicar em Place >> Component... >> Group

>> Source >> Power_Source >> DGND.

INSERÇÃO DO TERRA DIGITAL

As chaves seletoras podem ser associadas às teclas do computador, não

sendo necessário clicar com o mouse na tela. Essa é uma ferramenta

interativa e que facilita a simulação.

Para associar o nome da chave ao teclado do computador basta clicar com

o botão direito do mouse sobre a chave desejada e selecionar properties.

72

Em seguida clique em value e selecione a tecla que será associada à

chave em key for toggle.

ASSOCIANDO A CHAVE DO MULTISIM AO TECLADO DO PC

73

Exercícios


EX 1. Monte um contador manual com decodificador de 7 segmentos de

0 a 9 conforme exemplo, utilizando um display 7 segmentos Anodo Comum.

EX 2. Faça um contador manual com decodificador de 7 segmentos de 0

a 9, utilizando um display 7 segmentos Catodo Comum e o CI 4511 CMOS

como decodificador.

DESAFIO 13

Projete um decodificador para escrever a seqüência descrita em um

display 7 segmentos catodo comum.

74

EXEMPLO 14 – FLIP-FLOP.

O Flip-Flop da inicio aos chamados circuitos seqüências, ou seja, são

aqueles que dependem das variáveis de entrada e do seu próprio estado

anterior para atualizar a saída. Geralmente necessitam de uma série de

clocks para sincronizar as entradas com os estados de saída.

É possível trabalhar com quatro Flip-Flops diferentes:

Flip-Flop RS;

Flip-Flop JK;

Flip-Flop tipo T;

Flip-Flop tipo D.

Sendo que os Flip-Flips tipo T e D são derivados do Flip-Flop JK e o JK

derivado do RS.

REPRESENTAÇÃO DOS FLIP-FLOPS RS, JK, T e D

75

Para inserir os Flip-Flops virtuais basta clicar em Place >> Component...

>> Group >> Misc Digital >> TIL.

INSERÇÃO DOS FLIP-FLOPS VIRTUAIS

OBS: HÁ FLIP-FLOPS COM ENTRADAS DE PRESET E CLEAR

INVERTIDAS, PORTANTO ATENÇÃO AO ESCOLHÊ-LOS.

Exercícios


EX 1. Monte um circuito com FF_RS, um com FF_JK, um com FF_T e

outro com FF_D. Comprove a tabela da verdade para cada um dos circuitos.

Considere Preset e Clear.

Utilize o clock manual.

76

EX 2. A partir do Flip-Flop JK - TTL 74LS109D. Monte um FF_T e outro

FF_D. Utilize o clock manual.

DESAFIO 14

Monte e simule um Flip-Flop JK Mestre-Escravo.

77

EXEMPLO 15 – REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO.

Os registradores de deslocamento são Flip-Flops tipo D associados

conforme figura a seguir.

REPRESENTAÇÃO REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO COM FF_D

Os registradores de deslocamento são capazes de armazenar mais de um

bit, sendo o número de bits armazenados igual ao número de FF_D.

Exercícios


EX 1. Monte um registrador de deslocamento com FF_D que tenha a

capacidade de deslocar e armazenar 1 Byte. Aplique a entrada serial

10011101 como teste. Utilize um clock manual e depois um gerador de

sinais.

EX 2. Dados os sinais de entrada, monte um registrador de

deslocamento de 10 bits com o mesmo Flip-Flop representado e atualize os

sinais de saída a cada clock.

78

DESAFIO 15

A partir do Flip-Flop JK - TTL 74LS109D. Monte e simule no Multisim um

registrador de deslocamento de 8 bits com entrada serial 01100110.

EXEMPLO 16 – CONTADORES E ANALISADOR LÓGICO.

Contadores são elementos digitais formados internamente por Flip-Flops

e que também dependem de um sinal de clock para trabalharem.

Os contadores estão separados em duas categorias:

- CONTADORES ASSÍNCRONOS;

- CONTADORES SÍNCRONOS.

CONTADORES ASSÍNCRONOS.

O nome assíncrono vem de sem sincronismo, isso é. Os Flip-Flops

internos não têm o mesmo clock em comum.

EXEMPLO DE CONTADOR ASSÍNCRONO COM FLIP-FLOP TIPO T

CONTADORES SÍNCRONOS.

Os contadores Síncronos possuem esse nome, pois a mesma fonte

geradora de clock é comum a todos os Flip-Flops internos que compõem a

sua estrutura.

No caso dos contadores Síncronos é preciso lembrar-se da importância

em se utilizar o mapa de Veitch-Karnaugh como ferramenta para se obter as

expressões simplificadas de Jn e Kn.

79

EXEMPLO DE UM CONTADOR DE DÉCADA SÍNCRONO

ANALISADOR LÓGICO.

O analisador lógico é um instrumento utilizado para análise de sinais

lógicos provenientes de circuitos digitais.

Ele possui 16 entradas de sinais (0 a F) capazes de captar informações

digitais, dois pinos de clock, sendo um deles entrada de sinal filtro do clock e

um pino de trigger para combinação de palavras especificas.

Para inserir o analisador lógico basta clicar em Simulate >>

Instruments >> Logic Analyzer.

INSERÇÃO DO ANALISADOR LÓGICO

80

EXEMPLO DO ANÁLISADOR LÓGICO LENDO DOIS SINAIS DIGITAIS

FIG.1 FIG. 2

REPRESENTAÇÃO DAS JANELAS DE CONFIGUAÇÃO DO CLOCK (FIG.1)

E DO TRIGGER (FIG.2)

81

Exercícios


EX 1. Projete um divisor de freqüência digital que faça a divisão da

freqüência quadrada em 32 vezes. Utilize o analisador lógico para

representar a divisão.

EX 2. Projete um contador síncrono que faça a contagem 0 – 3 – 6 – 9 –

0... Os casos não existentes considere como sendo irrelevantes.

DESAFIO 16

Projete um contador de 0 a 9 e represente a contagem em um display 7

segmentos.

82

EXEMPLO 17 – MULTIVIBRADORES COM 555.

O circuito integrado 555 possibilita ao projetista diversas aplicações

práticas quando conectado a componentes discretos externos. Os

multivibradores são as aplicações mais simples a serem feitas.

PINAGEM DO CIRCUITO INTEGRADO 555

CI 555 COMO MULTIVIBRADOR MONOESTÁVEL.

Configurado como Monoestável o CI 555 funciona com um estado ‘’quase

estável’’ e outro estado estável.

Estado ‘’quase estável’’ ou instável quer dizer que, após um pulso na entrada de disparo, o circuito sai do seu estado estável (ou estado de repouso) e atinge o estado quase estável. O circuito permanece nesse estado por um período pré-determinado de tempo voltando ao seu estado estável automaticamente.

Estado estável Tempo indeterminado

Estado quase estável Tempo pré-determinado (associado ao pino 2 de disparo) que depende dos componentes externos (resistor e capacitor).

Para calcular o tempo do estado quase estável que é acionado pela chave de disparo ligada na porta 2 do CI é: T = 1,1 x R1 x C1 Onde: T = Tempo do estado quase estável ou instável (s – segundos); R1 = Resistor 1 (Ω – Ohms); C1 = Capacitor 1 (F – Farad);

Esses circuitos podem ser aplicados em sistemas que exigem uma base de tempo (temporizadores) como alarmes e equipamentos de medidas de tempo ou freqüência.

83

REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO PULSO DE DISPARO NO PINO 2 AO TEMPO DA TENSÃO DE SAÍDA NO PINO 3.

EXEMPLO DE UM CIRCUITO MONOESTÁVEL

84

CI 555 COMO MULTIVIBRADOR ASTÁVEL.

São circuitos que possuem os dois estados quase estáveis ou instáveis. O circuito fica oscilando entre os níveis lógicos, alto (1) e baixo (0) indefinidamente (clock). Esses circuitos, assim como os monoestáveis, podem ser aplicados em sistemas que exigem uma base de tempo (temporizadores) como alarmes e equipamentos de medidas de tempo ou freqüência.

REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DO CLOCK GERADO PELO PINO 3 DE SAÍDA

Para calcular o tempo dos níveis lógicos é necessário utilizar as seguintes equações: t1 = 0,693 x (R1 + R2) x C1 t2 = 0,693 x R2 x C1 T = 0,693 x (R1 + (2R2)) x C1 Sendo que T = t1 + t2 Onde: T = Período (s – segundos); t1 = Tempo em nível 1 (s – segundos); t2 = Tempo em nível 0 (s – segundos); R1 = Resistor 1 (Ω – Ohms); R2 = Resistor 2 (Ω – Ohms); C1 = Capacitor 1 (F – Farad); Para calcular a freqüência de oscilação, utiliza-se: f = 1,44 / (R1 + (2R2)) x C1

85

Onde: f = Freqüência de oscilação (Hz – Hertz); Para calcular o ciclo de trabalho (Duty Cicle), utiliza-se:

D = (t1 / T) x 100%

D = R1 / (R1+R2) x100%

O ciclo de trabalho D, normalmente, é a relação entre o tempo em que a saída fica em nível alto (t1) e o período T. Pode-se alterar o ciclo de trabalho por meio dos resistores R1 ou R2, no entanto, o período T muda e conseqüentemente também altera a freqüência de oscilação.

Se R1 = 9R2 tem-se D = 90% - saída em nível alto (VCC) durante 90% do período T e tem-se t1 > t2.

Se R2 = 4R1 tem-se D = 20% - saída em nível alto (VCC) durante 20% do período T e tem-se t1 < t2.

EXEMPLO DE UM CIRCUITO ASTÁVEL

86

Para inserir o CI 555 basta clicar em Place >> Component... >> Group

>> Mixed >> Timer.

INSERÇÃO DO CIRCUITO INTEGRADO 555.

Exercícios


EX 1. Projete um circuito monoestável com CI 555 para trabalhar com

tempo instável de 8s.

EX 2. Projete um circuito astável com CI 555 para trabalhar com T = 2s e

ciclo de trabalho de 50%.

87

DESAFIO 17

Projete um sistema com CI 555 para automatizar uma escada rolante. Um sensor identificará quando alguém subir a escada e automaticamente acionará um motor para a escada funcionar. Após 25s (tempo suficiente para uma pessoa alcançar o topo) o motor desligará. Levar em consideração que se uma pessoa estiver em um ponto intermediário da subida e outra chegar à escada, o tempo deve iniciar novamente.

88

EXEMPLO 18 – FIO E NÓ.

Em projetos eletro-eletrônicos os nós são elementos que dividem o fluxo de corrente em ‘’n’’ pontos no circuito. Esses nós são formados pela junção de dois ou mais fios ou terminais de componentes eletrônicos. Já foram vistos vários exemplos de como trabalhar e associar os componentes ao circuito e talvez já tenha sido até necessária a utilização destas ferramentas, mas como já visto, é possível utilizá-las diretamente clicando nos terminais dos componentes. No entanto, fica como ferramenta no caso de aplicações onde sejam necessárias as suas utilizações. Como exemplo será aplicado o recurso a seguir:

CIRCUITO ONDE SERÃO APLICADOS UM NÓ E UM FIO

Para inserir um nó no circuito basta clicar em Place >> Junction.

89

Selecionada a função junction (nó) é só clicar no ponto onde se deseja inseri-lo.

INSERÇÃO DO NÓ EM UM PONTO DO CIRCUITO Para conectar um nó a outro, basta clicar com o botão esquerdo do mouse sobre o ponto inserido e arrastá-lo até o ponto desejado ou então clicar em Place >> Wire e repetir o procedimento.

90

INSERÇÃO DO FIO PARA CONECTAR DOIS NÓS

Exercícios


EX 1. Dado o circuito de carga e descarga de capacitor. Coloque o

capacitor em curto-circuito.

EX 2. Meça a carga e descarga do capacitor antes do curto-circuito e

durante.

DESAFIO 18

Coloque o resistor de 1KΩ em curto-circuito e meça a carga e descarga do capacitor. Justifique o ocorrido.

91

EXEMPLO 19 – BARRAMENTOS (BUS).

Os Barramentos são implementados como linhas de comunicação reais. Eles servem de comunicação externa entre os elementos eletrônicos. Os barramentos externos podem ser expandidos para facilitar a conexão de dispositivos especiais. Um projeto eficiente de barramentos é crucial para a velocidade do sistema. Eles ainda ajudam na visualização e montagem do layout do esquema elétrico, pois diminuem a poluição visual. Para inserir um BUS no circuito basta clicar em Place >> BUS.

INSERÇÃO DO BUS Feita a inserção do BUS é só conectar os elementos de I/O a ele e nomea-lôs conforme exemplo mais adiante. OBS: PARA ADICIONAR O BUS, CLICK COM O BOTÃO ESQUERDO DO MOUSE NA ÁREA DE TRABALHO, ARRASTE O BUS ATÉ O PONTO DESEJADO, CLICK NOVAMENTE COM O BOTÃO ESQUERDO E EM SEGUIDA APERTE O BOTÃO DIREITO DO MOUSE.

92

CIRCUITO COM BARRAMENTO (BUS)

CIRCUITO SEM BARRAMENTO (BUS) Vejamos agora como inserir e nomear um BUS ao circuito exemplo.

PRIMEIRO – MONTE O CIRCUITO DESEJADO

SEGUNDO – INSIRA O BUS (LINHA PRETA DA FIGURA)

93

TERCEIRO – CONECTAR O PINO DE I/O AO BUS Ao conectar o pino de I/O ao barramento, uma janela se abrirá pedindo um nome. Esse nome será o mesmo utilizado para o outro pino de I/O que será associado a esta porta.

NOME DO PINO DE I/O Até a associação de todos os nomes dos pinos de I/O ao barramento a janela que associa o nome dos pinos ficará da seguinte maneira:

94

PINOS DE I/O ASSOCIADOS AO BARRAMENTO

O circuito final ficará da seguinte maneira:

CIRCUITO FINAL COM APLICAÇÃO DO BARRAMENTO (BUS) Para adicionar dois ou mais barramentos com o mesmo nome e associá-los entre si basta dar um duplo click com o botão esquerdo do mouse sobre os barramentos e rotulá-los com os mesmos nomes.

95

OPÇÕES PARA ASSOCIAR OS BARRAMENTOS

EXEMPLO DE BARRAMENTOS ASSOCIADOS ENTRE SI

96

Exercícios


EX 1. Aplique um barramento de dados entre o circuito integrado 4518

(Contador) e o display DCD_HEX.

EX 2. Utilizando o mesmo circuito do EX 1. Acrescente mais dois

displays DCD_HEX e associe os barramentos com o já existente.

DESAFIO 19

Dado o circuito com decodificador CMOS 4511. Associe as chaves e os displays a barramentos de modo que a representação fique mais clara e legível.

97

98

EXEMPLO 20 – CONECTORES.

O Multisim disponibiliza ao projetista substituir alguns fios que compõem o circuito, por conectores que devidamente rotulados associam um ponto de um circuito a outro sem a utilização visual dos fios, mas realizando a mesma função de conexão. Os conectores reduzem a poluição visual dos circuitos e melhoram o entendimento e a leitura das informações ali contidas. Para inserir um conector no circuito basta clicar em Place >> Connectors.

INSERÇÃO DOS CONECTORES

On-Page Connector – Conector que faz conexões virtuais em vários

pontos de um circuito.

Global Connector – Conector que faz conexões virtuais em múltiplas páginas.

HB/SC Connector – Conector que faz conexões de blocos

hierárquicos e subcircuitos.

99

Bus HB/SC Connector – Conector que faz conexões de barramentos

de blocos hierárquicos e subcircuitos.

Off-Page Connector – Conector que faz conexões com páginas

múltiplas.

Bus Off-Page Connector – Conector que faz conexões de

barramentos com páginas múltiplas.

Quando selecionar On-Page Connector ou Global Connector aparecerá

uma janela, onde deve-ser colocado o nome do conector.

NOMEANDO UM CONECTOR ON-PAGE ou GLOBAL

Os demais conectores aparecerá à janela a seguir para nomea-lô.

NOMEANDO OS DEMAIS CONECTORES

100

EXEMPLO DE UM CIRCUITO COM CONECTORES

EXEMPLO DE CONECTORES EM SUB-CIRCUITOS

101

Para inserir um sub-circuito, basta clicar em Place >> New Subcircuit.

Ao clicar em New Subcircuit uma janela solicitando o nome dele irá

aparecer. Basta nomea-lá e o novo sub-circuito será criado.

INSERÇÃO DE SUB-CIRCUITO

102

Exercícios


Repita os dois exercícios do EXEMPLO 19, mas agora utilizando

conectores.

DESAFIO 20

Pegando como base o Desafio 19, mescle conectores e barramentos de

modo que a representação fique ainda mais legível, substitua os botões por

contador (es) 4518 e utilize um astavél com CI 555 como gerador de clock,

mas monte-o em um sub-circuito.

PROJETO RELÓGIO DIGITAL.

Baseado no conhecimento adquirido durante o curso projete e simule um

relógio digital com representação de horas, minutos e segundos.

103

REFERÊNCIAS.

CAPUANO, Francisco G.; MARINO, Maria A. M. Laboratório de

Eletricidade e Eletrônica. 17.Ed. Érica, São Paulo, 2000.

IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de Eletrônica

Digital. 32.Ed. Érica, São Paulo, 2001.

CIPELLI, Antonio M. V.; MARKUS, Otávio; SANDRINI, Waldir Teoria e

Desenvolvimento de Projetos de Circuitos Eletrônicos. 18.Ed. Érica, São

Paulo, 2001.

MALVINO, Albert P. Principios de Electrónica. 6.Ed. Mc Graw Hill,

Madrid, 2000.

NATIONAL INSTRUMENTS ELECTRONICS WORKBENCH GROUP. NI

Multisim User Manual. Texas, 2008.

NATIONAL INSTRUMENTS ELECTRONICS WORKBENCH GROUP. NI

Multisim for Education. Texas, 2008.

TEXAS INSTRUMENTS. Digital Logic Pocket Data Book. Texas, 2003.

ON SEMICONDUCTORS. TVS/Zener Device Data. Denver, 2001.

TEXAS INSTRUMENTS. Data Sheet CMOS NOR Gates CD4001B,

CD4002B, CD4025B Types. 1999.