Projeto Departamento de Informática

Universidade Estadual de Maringá[pic 1][pic 2]

Centro de Tecnologia

Departamento de Informática[pic 3]

Ciência da Computação

CIRCUITOS DIGITAIS I (6878)

Projeto – Parte 1

Data: 11/04/2023

Professor: Nardênio Almeida Martins

Discentes

R.A.	Nome
111484	Marcelo Yuzo Itami

SUMÁRIO

1.        Introdução e Objetivos        3

        1.1.Identificação da Experiência        3

        1.2.Objetivos da Experiência        3

2.        Fundamentação Teórica        3

        2.1.Componentes Utilizados        3

        2.2.Descrição dos Componentes Utilizados        4

3.        Procedimentos Executados

        3.1.Descrição dos Procedimentos Executados        7

        3.2.Resultados Obtidos        8

4.        Conclusão        20

5.        Bibliografia        21

1. Introdução e Objetivos

1. Identificação da Experiência

Projeto Parte 1 – Desenvolvimento e simulação do projeto de uma Unidade Lógica e Aritmética de 1 bit (ULA).

Realizado no dia 11/04/2023.

1. Objetivos da Experiência

• Desenvolver um projeto de uma ULA de 1 bit contendo as seguintes operações:

• AND
• NAND
• OR
• NOR
• XOR
• XNOR
• Adição binária completa em complemento de dois
• Subtração binária completa em complemento de dois

1. Fundamentação Teórica

1. Componentes Utilizados

- Circuitos Integrados de Operadores Lógicos (NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR e XNOR);

- 3 LED’s DIP;

- 1 Multiplexador (MUX) 8x1 – 8 portas AND, 1 porta NOR, 4 inversores, 3 logic switches;

- 1 Demultiplexador (DEMUX) 1x8 – 8 portas AND, 3 inversores, 4 logic switches;

- 1 Somador/Subtrator Completo – 3 portas AND, 4 portas XOR, 2 portas OR, 4 logic switches;

1. Descrição dos Componentes Utilizados

Circuitos Integrados (DIP): ICs ou chips são pedaços de silício de tamanho variado que simula as portas lógicas (NOT, AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, etc.), a orientação da sua instalação é feita observando o entalhe em um dos lados, denominado chanfro, a instalação correta é necessária para o funcionamento.

LED’s DIP: possuem um formato de bolha, onde é composto por três micro lâmpadas, são encapsuladas por pinos de conexão, e soldadas em placas de circuito impresso PCB.

Multiplexador (MUX): é um circuito lógico que cambia dados digitais a partir de  portas de entrada para uma única saída, sendo controlado por n linhas de controle. Funcionalmente, o MUX seleciona um dado de entrada e é direcionada até a saída, se o valor binário das linhas de controle for k, é selecionada a entrada k. No caso do presente projeto, foi utilizado um multiplexador 8x1 que seleciona qual operação será transmitida para o LED.[pic 4]

O MUX é implementado com portas lógicas AND e OR.

Figura 1 – Circuito Multiplexador 8x1.

[pic 5]

Fonte: Organização estruturada de computadores, Tanenbaum.

Demultiplexador (DEMUX): é um circuito lógico que cambia dados digitais a partir de uma única entrada para  portas de saída, sendo controlado por n linhas de controle. Funcionalmente, o DEMUX direciona o dado de entrada para a saída selecionada, se o valor binário das linhas de controle for k, a chave seletora vai para saída k. No caso do presente projeto, foi utilizado um demultiplexador 1x8 que seleciona qual operação será realizada.[pic 6]

O DEMUX é implementado com portas lógicas AND.

Figura 2 – Circuito Demultiplexador 1x8.

[pic 7]

Fonte: Figura retirada do site eletronicshub.

Somador Completo: Um somador é um componente de bloco operacional que possibilita a adição de dois valores binários e resulta em uma soma S e um carry out de 1 bit. No caso do somador completo, ele é um componente que soma três bits, aceita dois bits de entrada (A e B) e um carry in, gerando uma saída S e um carry out.

Figura 3 – Somador Completo.

[pic 8]

Fonte: Sistemas Digitais – Fundamentos e Aplicações, Floyd.

Subtrator Completo: Um subtrator é um circuito lógico utilizado para subtrair dois valores binários (A e B) e gera um resultado S (A menos B). No caso do subtrator completo, ele possibilita a entrada de um carry in na subtração, ou seja, três entradas de dados e gera uma saída S e um carry out.

Figura 4 – Subtrator Completo

[pic 9]

Fonte: Elementos de Eletrônica Digital, Idoeta e Capuano.

        Unidade Lógica e Aritmética (ULA): é um componente de bloco operacional, principal elemento de processamento do microprocessador, ela é capaz de realizar diversar operações aritméticas e lógicas com duas entradas de dados, com N bits de largura, que resulta em uma saída de dados de N bits. No projeto, implementamos as operações AND, NAND, OR, NOR, XOR, XNOR, Somador Completo e Subtrator Completo.