Relatório Circuitos Digitais

Prática 1 – Portas Lógicas

Nome do autor: Samuel Araujo Reis

Afiliação: Engenharia Elétrica - UFPI

E-mail: [e-mail]

Resumo: A álgebra booleana desenvolvida pelo filósofo e matemático George Boole é utilizada nos dias de hoje com fortes aplicações na informática, como desenvolvimento de software ou também nas plataformas de busca na internet. As variáveis da álgebra booleana consistem em assumir apenas dois valores, sendo 1 ou 0, também denotado como verdadeiro ou falso. Dito isso há de se descrever as funções booleanas para os circuitos digitais, sendo as principais e mais básicas: a operação OU(OR) e a operação E(AND) que fazem com que as entradas se modifiquem.  

Abstract: Boolean algebra developed by philosopher and mathematician George Boole is used today with strong applications in computing, such as software development or also in internet search platforms. The variables of Boolean algebra consist of assuming only two values, being 1 or 0, also denoted as true or false. That said, the Boolean functions for digital circuits must be described, the main and most basic being: the OR(OR) operation and the AND(AND) operation that cause the inputs to change. 

1. OBJETIVOS

• Usar a Lógica e a Álgebra de Boole de 2 valores para modelar sistemas digitais;
• Descrever e implementar as funções lógicas elementares por meio de portas lógicas elementares;
• Construir Tabelas verdade e Tabelas funcionais;
•         Construir e utilizar diagramas:

– Lógicos;

– Pinos;

 – Elétrico;

• Montar um circuito lógico, testar o seu funcionamento e desmontá-lo, tomando os cuidados necessários;
•         Depurar um circuito lógico que não funcione como esperado.

1. MATERIAL UTILIZADO

• Um CI 7402
• Um CI 7404
• Um CI 7408
• Um CI 7432
• Um CI 7486.
• Jumpers.
• Modulo de treinamento didático: Kit de Eletrônica Digital XD101.

1. DESENVOLVIMENTO TEÓRICO

1. Introdução

Sistemas várias partes que se relacionam para atender um objetivo, tendo entradas e saídas sendo-as convertidas por funções. Diferente do sistema analógico que as entradas variam ao longo do tempo e podem assumir valores reais, o sistema binário trabalha de forma simplificada, com apenas duas variáveis inteiras, sendo 0 e 1 para simbolizar a tensão alta e baixa. O mais vantajoso do sistema binário é a pouca perda de sinais elétricos, mesmo com a entrada um pouco degradada a saída á de ser interpretada corretamente, por outro lado, no sistema analógico a pouca perda de sinais elétricos já é notada facilmente. Por esse motivo que sistema de numeração binário (binary digit) é majoritariamente utilizado na atualidade.

1. Funções Lógicas

Uma função Booleana é uma função onde quanto o domínio como as imagens assumem valor 0 ou 1. A combinação dos valores binários das variáveis de entrada é descrita por tabelas conhecidas como tabela verdade, sendo que dependendo das portas lógicas (AND, OR ou NOT) atingem valores diferentes na saída, mas sempre representados por 0 ou 1.

1. Montagens

1ª Montagem: Porta NOR de duas entradas

1. Descrição do funcionamento:

A porta NOR nada mais é que porta OR seguida de uma negação, ou seja, o contrário da saída mesma para todas as opções possíveis de entrada.

Se por um lado a porta OR só será verdadeira (nível alto) se qualquer uma das entradas forem verdadeiras, a porta NOR será falsa (nível baixo) quando qualquer uma das entradas forem verdadeiras.

1. Circuito lógico:[pic 1]

Figura 1. Circuito lógico da primeira montagem

1. [pic 2]Circuito Elétrico:

Figura 2. Diagrama elétrico da primeira montagem.

1. Tabelas

TABELA 1 – TABELA VERTDADE DA PRIMEIRA MONTAGEM

S	R	Saída
1	1	0
1	0	0
0	1	0
0	0	1

TABELA 2 – TABELA DE VERIFICAÇÃO

S	R	Saída
1	1	0
1	0	0
0	1	0
0	0	1

Segunda Montagem: Porta XOR/XNOR

1. Descrição do funcionamento:

Com a porta XOR, para obter-se 1 (nível alto), precisa-se que ao menos uma entrada seja diferente; se todas as entradas forem iguais, tem-se 0 (nível baixo).

Modo 1: Porta XOR de três entradas: A, B e C.

1. Circuito Lógico:

[pic 3]Figura 3. Circuito lógico da segunda montagem modo1

1. Diagrama Elétrico [pic 4]

Figura 4. Diagrama elétrico da segunda montagem modo 1

1. Tabelas

TABELA 2 - TABELA VERDADE DA SEGUNDA MONTAGEM (SINCRONAS)

A	B	C	SAÍDA
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

TABELA 3 – TABELA VERDADE DA SEGUNDA MONTAGEM (ASSINCORNAS)

A	B	C	SAÍDA
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	0
1	0	0	1
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	1

Modo 2: Porta XOR de duas entradas, com C= 0;

1. Circuito lógico: [pic 5]

Figura 5. Circuito Lógico da segunda montagem modo 2 com C=0

1. Diagrama Elétrico: [pic 6]

Figura 6. Diagrama Elétrico da segunda montagem modo 2 com C=0