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Prof. Michael
ELETRÔNICA DIGITAL
Parte 4Funções Lógicas - Circuitos Integrados
Professor Dr. Michael Klug
1
• George Boole (1854): “Uma investigação das Leis do Pensamento”– modo como tomamos decisões lógicas com base em circunstâncias
verdadeiras ou falsas
ALGEBRA BOOLEANA
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• Níveis Lógicos: 0 /1, Low/High, Baixo
• Portas Lógicas: – blocos fundamentais a partir dos quais todos os outros
circuitos lógicos e sistemas digitais são construídos
• Síntese de Circuitos Lógicos:– Ferramenta de projeto usada para que um circuito lógico
produza uma relação entrada/saída desejada
NÍVEIS LÓGICOS
Prof. Michael
Lógico 0 Lógico 1Falso Verdadeiro
Desligado LigadoBaixo AltoNão Sim
Aberto Fechado
3
• Considerações iniciais– Circuito elétrico
• Bateria Bat• Chave A• Lâmpada L
– Nível lógico 1
– Nível lógico 0
FUNÇÕES LÓGICAS
Prof. Michael4
• TABELA VERDADE: indica o nível lógico da(s) saída(s) de acordo com o nível lógico da(s) entrada(s).
• Entrada: Chave A• Saída: Lâmpada L
FUNÇÕES LÓGICAS
Tabela Verdade
Entrada (A) Saída (L)
Variações possíveisda entrada
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• Acrescentando mais uma chave (B), qual a tabela verdade do circuito?
FUNÇÕES LÓGICAS
0001
Quando a Chave A E a Chave B estiverem ligadas(1) a Lâmpada L liga (1)
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• FUNÇÃO AND (E):
FUNÇÕES LÓGICAS
0001
SÍMBOLO
Expressão L = A . B
Circuito elétrico equivalente
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• FUNÇÃO AND (E):• Exemplo da utilização:
• L irá ligar (1) somente se as duas chaves A e Bestiverem em nível lógico 1.
FUNÇÕES LÓGICAS
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Linguagens de Descrição de Hardware
• HDL: Hardware Description Languages – metodologiaalternativa aos esquemáticos para descrição de circuitosdigitais (Departamento de Defesa dos USA – 1980)Verilog e VHDL
•VHDL – Very High Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language.
•AHDL – Altera Hardware Description Language.• Padrão IEEE -> IEEE 1076-2008
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Linguagens de Descrição de Hardware
O VHDL usa uma sintaxe (ordem dos elementos) similar aoPascal.
A Formatação está relacionada com a definição de entradas,saídas (portas) e operações dos diferentes elementos.
Prof. Michael
Nome do blocoEntradas esaídas
Operações contidas entre BEGIN e END
DOCUMENTAÇÃO
ENTRADAS E SAÍDAS
DESCRIÇÃOFUNCIONAL
10
• FUNÇÃO OR (OU):
FUNÇÕES LÓGICAS
0111
SÍMBOLO
Expressão L = A + B
Circuito elétrico equivalente
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• FUNÇÃO NOT (Inversora - NÃO):
FUNÇÕES LÓGICAS
SÍMBOLOExpressão L = A
Circuito elétrico equivalente
Lê-se L é igual a A barrado
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• FUNÇÃO NAND (NÃO E):
FUNÇÕES LÓGICAS
1110
SÍMBOLO
Expressão L = A . B
L= A . B L= 0 . 0 L= 0 L= 1
Linha 1
L= A . B L= 0 . 1 L= 0 L= 1
Linha 2
L= A . B L= 1 . 0 L= 0 L= 1
Linha 3
L= A . B L= 1 . 1 L= 1 L= 0
Linha 4
Prof. Michael13
• FUNÇÃO NOR (NÃO OU):
FUNÇÕES LÓGICAS
1000
SÍMBOLO
Expressão L = A + B
L= A + B L= 0 + 0 L= 0 L= 1
Linha 1
L= A + B L= 0 + 1 L= 1 L= 0
Linha 2
L= A + B L= 1 + 0 L= 1 L= 0
Linha 3
L= A + B L= 1 + 1 L= 1 L= 0
Linha 4
Prof. Michael14
• FUNÇÃO XOR (OU EXCLUSIVO):
FUNÇÕES LÓGICAS
0110
SÍMBOLO
Expressão L = A.B + A.BA
BL
Expressão L = A B
L= A.B + A.BL= 0.0 + 0.0 L= 1.0 + 0.1L= 0 + 0L = 0
Linha 1
L= A.B + A.BL= 0.1 + 0.1 L= 1.1 + 0.0L= 1 + 0L = 1
Linha 2
Prof. Michael15
• FUNÇÃO NXOR (OU EXCLUSIVO NEGADO):
FUNÇÕES LÓGICAS
1001
SÍMBOLO
Expressão L = A.B + A.BAB L
Expressão L = A B
L= A.B + A.BL= 0.0 + 0.0 L= 1.0 + 0.1L= 0 + 0L = 0L = 1
Linha 1
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• Para nossa aplicação, o circuito integrado é odispositivo que acondiciona as portas lógicas,formados por transistores em pastilhas de materialsemicondutor
CIRCUITO INTEGRADO
Exemplo de um CI 74LS32 (OR)
Prof. Michael17
TTL X CMOS
18 V
CIRCUITO INTEGRADO
SEMPRE VERIFICAR A ESPECIFICAÇÃO DO FABRICANTEEM RELAÇÃO A ALIMENTAÇÃO DO CHIP UTILIZADO
Prof. Michael26
Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)
CIRCUITO INTEGRADO
CAP. 8 – TOCCI e WIDMERhttp://www.alldatasheet.com/Prof. Michael
28
Folha de Especificação SN74XX00 (DATASHEET)
CIRCUITO INTEGRADO
SN 7400 SN 74LS00 SN 74S00
740074S0074LS0074AS0074ALS0074F00
Série TTL SN74XX00
Prof. Michael30
Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)
CIRCUITO INTEGRADO
tPLH – Tempo de atraso do nívellógico 0 para 1 (Low High)
tPHL – Tempo de atraso do nívellógico 1 para 0
Prof. Michael32
Diagrama de Temporização é um gráfico que apresenta com precisão a relação temporal de duas ou mais formas de onda.Exemplo: Na figura abaixo temos as curvas de entrada de uma porta AND ideal, complete a curva de saída. Não foi considerado o atraso característico na resposta do componente.
DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO
Prof. Michael33
DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO
Exercício 1: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.
Prof. Michael34
DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO
Exercício 2: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.
Prof. Michael35
DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO
Exercício 3: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.
Prof. Michael36
• Tocci e Widmer.Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações;
• Floyd. Sistemas Digitais. Fundamentos e Aplicações;
• Idoeta e Capuano. Elementos de Eletrônica Digital
• Mairton. Eletrônica Digital. Teoria eLaboratório
• www.alldatasheet.com• Notas de aula. Professor Stefano
REFERÊNCIAS
Prof. Michael37
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