Sistemas Digitais

Objetivos

Esta aula teve como objetivo a comprovação do Teorema de Morgan, que diz que apesar de duas portas serem diferentes, a partir do momento que você coloca um inversor elas ganham a mesma lógica funcional, obtendo o mesmo resultado uma da outra.

Isso é, uma porta OR pode ser construída a partir de uma AND e um inversor, e vice versa.

Para isso, foi criado um circuito elétrico com duas portas diferentes, porém obtiveram o mesmo resultado lógico de uma AND.

Introdução Teórica

As portas lógicas são os componentes básicos da eletrônica digital, nas quais são utilizadas para criar circuitos digitais e até mesmo circuitos integrados complexos (podem ser um circuito digital completo pronto para ser utilizado, porém internamente estes CIs foram feitos usando várias portas lógicas).

As portas lógicas que constituem um circuito são: NOT (inverte o número entrado), AND (realiza uma operação lógica de multiplicação), OR (realiza uma operação lógica de adição), NAND (é a porta AND com um inversor em seguida, tendo a saída oposta da entrada),

NOR (é a porta OR seguido de um inversor), XOR (OR exclusivo, no qual compara dois valores que quando diferentes, a saída será 1), XNOR (NOR exclusivo, no qual é uma porta XOR com sua saída invertida, que quando a entrada obter valores iguais, sua saída será 1) e Não Inversor ou Buffer (o valor da saída será o mesmo que o da entrada).

Dada uma aula prática no dia 4 de Abril de 2014 para a montagem de circuitos que comprovassem o teorema, foram usados os circuitos integrados 7400 (possui quatro portas NAND com duas entradas cada e alimentação de 5V) e 7402 (possui quatro portas NOR com duas entradas cada).

Material Utilizado

Nesta aula, os seguintes materiais foram utilizados:

•Kit didático Minipa

• Protoboard

Protoboard é uma placa com milhares de furos e conexões condutoras para montagem de circuitos elétricos experimentais. Uma vez que não necessita soldagem o protoboard se torna uma vantagem para a montagem de circuitos testes. As placas variam de 800 furos até 6000 furos, tendo conexões verticais e horizontais. Em sua parte inferior são instalados contatos metálicos que interliga eletricamente os componentes inseridos na placa. Geralmente suportam correntes entre 1A e 3A.

• 2 Circuito integrado/CI (7400;7402)

CI é um circuito eletrônico que incorpora miniaturas de diversos componentes (principalmente transistores, resistores e

capacitores), "gravados" em uma pequena lâmina (chip) de silício.

7400

7402

• 4 Resistores (2 de 47K; 2 de 470Ω)

Um resistor é um limitador da passagem de corrente elétrica, eles são feitos com materiais de baixa condutividade.

47KΩ

4700Ω

• Fios

Usados para transmitir a eletricidade entre uma ponta e outra.

• 2 Capacitores cerâmicos (104 0.1nf)

Possuem internamente uma lâmina de cerâmica. São usados em circuitos que trabalham com altas frequências.

• LED

Usado para a verificação se está transmitindo energia ou não.

Procedimento experimental

Nesta aula prática foi utilizado o Kit didático Minipa, este kit oferece o necessário para o aprimoramento da técnica em montagem de circuitos integrados. Neste kit a matriz de contato (Protoboard) foi usada para os testes e conexões destes mesmos circuitos.

Os furos nas extremidades superior e inferior são ligados entre si na horizontal e as barras do meio na vertical, nesta matriz de contato existem furos onde fios e componentes podem ser encaixados de modo que possibilita a montagem dos circuitos desejados:

Para a demonstração do funcionamento de um circuito elétrico, um circuito foi montado onde o objetivo era levar energia elétrica ao LED. Tendo em mãos uma imagem e o manual do circuito pronto, o circuito integrado foi reproduzido passo a passo.

Os primeiros objetos a serem

colocados no protoboard foram