ATPS Eletronica Digital

Introdução

As portas lógicas são os componentes básicos da eletrônica digital. Elas são usadas para criar circuitos digitais e até mesmo circuitos integrados complexos. Por exemplo, circuitos integrados complexos podem ser um circuito digital completo pronto para serem usados, em eletrônica digital apenas dois números são permitidos, “0” e “1”. Zero representa tensão de 0 V, enquanto que “1” representa uma tensão de 5 V ou de 3,3 V, no caso de circuitos integrados mais novos.

Introdução as Portas Lógicas

INVERSOR

Como o próprio nome já sugere, o inversor irá inverter o número entrado. Se você entrar o número “0” em um circuito inversor, você obterá na saída o número “1”, da mesma forma que se você entrar o número “1” obterá o número “0” na saída. O símbolo do inversor pode ser visto na Figura 1. A porta inversora é também conhecida como NOT e sua saída é Y=A.

Figura 1: Inversor.

Na tabela verdade abaixo você pode ver um resumo de como este circuito funciona.

A (Entrada) Y (Saída)

0 1

1 0

Em circuitos lógicos, usamos o símbolo “o” como forma abreviada para o inversor. Você verá este símbolo em portas lógicas do tipo NAND, NOR e XNOR. O circuito integrado com inversores mais famoso é o 7404, que tem a pinagem mostrada na Figura 2. Ele possui seis inversores internos. Para fazer este circuito integrado funcionar você precisa conectá-lo em uma fonte de alimentação de 5 V.

Figura 2: O circuito integrado 7404 fornece seis inversores.

AND

Como o nome já sugere, uma porta lógica AND realiza uma operação lógica “AND” (“E”), que é uma multiplicação. Ela possui pelo menos duas entradas. Por isso, se A e B são suas entradas, na saída teremos o resultado de A x B (também representado como A • B). A porta lógica AND pode ser resumida através da fórmula Y = A x B (ou Y = A • B). Você pode ver seu símbolo na Figura 3 e sua tabela verdade mais abaixo.

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Figura 3: Porta lógica AND.

|A |B |Y |

|0 |0 |0 |

|0 |1 |0 |

|1 |0 |0 |

|1 |1 |1 |

Uma outra maneira de entender a porta lógica AND é a seguinte: sua saída será sempre “1” quando todos os valores de entrada forem também iguais a “1”. Caso isso não ocorra, o valor da sua saída será “0”.Se você está projetando um circuito e precisa de uma porta lógica AND com mais entradas, você pode desenhar uma porta lógica AND como a que mostramos na Figura 3 e colocar mais entradas. Mas se você está trabalhando com um circuito integrado com portas lógicas AND com poucas entradas, você pode expandir o número de entradas conectando-as como mostramos na Figura 4. Figura 4: Expandindo o número de entradas de uma porta AND usando portas de duas entradas.

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O circuito integrado com portas AND mais famoso é o 7408, que tem a sua pinagem mostrada na Figura 5. Claro que existem vários outros circuitos integrados que possuem portas AND com mais entradas. Por exemplo, o 7411 possui três portas AND de três entradas cada.

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Figura 5: Circuito integrado 7408 possui quatro portas AND com duas entradas cada

NAND

A letra “N” em NAND significa NOT (literalmente “não”, mas representa o circuito inversor que explicamos anteriormente) e esta porta nada mais é do que uma porta AND com um inversor acoplado. Por isso, sua saída é o oposto da AND. Seu símbolo é o mesmo do AND, mas com um “o” em sua saída, para dizer que o valor da sua saída é invertido. Você pode construir uma porta NAND conectando uma porta AND a um inversor.

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Figura 6: Porta lógica NAND.

|A |B |Y |

|0 |0 |1 |

|0 |1 |1 |

|1 |0 |1 |

|1 |1 |0 |

Uma outra maneira de entender a porta lógica NAND é a seguinte: sua saída será sempre “0” quando todos os valores de entrada forem iguais a “1”. Caso contrário, o valor da sua saída será “1”.

Se você precisa de mais entradas, adicione-as ao circuito com o símbolo mostrado na Figura 6. No entanto, se você quer criar mais entradas usando portas com poucas entradas, você não pode conectá-las usando a mesma idéia mostrada na Figura 4. Você precisa usar uma porta AND para as entradas “extras” (você pode ligá-las juntas para expandir o número de entradas como mostrada na Figura 4) e uma porta NAND para a porta “final”, como você pode ver na Figura 7.

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Figura 7: Como expandir o número de entradas de uma porta NAND.

Você pode transformar facilmente portas NAND e NOR em inversores dando um curto em suas entradas,