aulas 1e2 circ log
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Circuitos logicosTRANSCRIPT
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31/03/2014
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Circuitos LgicosApresentao
Prof. Davidson Lafitte Firmohttp://www.ppgel.net.br/davidson
So Joo Del Rei, 31 de maro de 2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SO JOO DEL REIDepartamento de Engenharia Eltrica
Circuitos LgicosApresentao
Ementa1. Introduo aos sistemas digitais;
2. Sistemas de numerao;
3. Ponto Flutuante IEEE 754;
4. Funes de variveis lgicas;
5. lgebra de Boole;
6. Mapa de Karnaugh;
7. Circuitos combinacionais bsicos;
8. Aritmtica booleana;
9. Introduo aos circuitos sequenciais;
10. Prticas de laboratrio envolvendo circuitos combinacionais e sequenciais.
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BibliografiaBsica TOCCI, R.J. & WIDMER,N.S. Sistemas digitais: princpios e aplicaes. 8a ed, Prentice-
Hall, 2003.
IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de eletrnica digital. 40.ed. So Paulo: rica, 2008.
Floyd, T., Sistemas Digitais: Fundamentos e Aplicaes 9a edio. Editora Bookman(Artmed).
Complementar GAJSKI, Daniel D., Principles of Digital Design, New Jersey: Prentice Hall, 1997.
VAHID, F., Sistemas Digitais: Projeto, Otimizao e HDLS. Artmed, 2008.
Kuphaldt, T. R., Lessons In Electric Circuits, Volume IV Digital. Fourth Edition, last update January 18, 2006. Available in its entirety as part of the Open Book Project collection at: http://www.ibiblio.org/obp/electricCircuits
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Metodologia de avaliao
A avaliao do contedo abordado ser realizada da seguinte forma:
Duas avaliaes tericas sem consulta: Avaliao 1 (P1) 30 pontos 19/05/14
Avaliao 2 (P2) 30 pontos 14/07/14
Listas de exerccios (EX): Aplicadas ao longo do perodo (em casa e em sala de aula) totalizando 10
pontos;
Um trabalho final (TF): composto por um relatrio, simulaes, montagens e apresentao oral, no
valor de 30 pontos. A nota final ser dada por: Obs. Somente ter aprovao o aluno que obtiver 60% de aproveitamento em cada um dos trs itens.
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)TFEXP2P1(TF
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Circuitos LgicosCaptulo 1 Sistema de Numerao e Cdigos
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Tpicos da aula
1. Introduo eletrnica digital
2. Sistema de numerao binrio
2.1 Converses
3. Sistema de numerao octal
3.1 Converses
4. Sistema de numerao hexadecimal
4.1 Converses
5. Cdigo BCD
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1. Introduo
Um mundo analgico
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2. Diagrama de um sistema de controle com processamento digital
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2. Diagrama de um sistema de controle com processamento digital
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Figura 1.2 (a): Levitadoreletromagntico com controle digital
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2. Diagrama de um sistema de controle com processamento digital
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Figura 1.2 (b): Levitadoreletromagntico com controle digital
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Sistemas de numerao: Utilizados pela necessidade de atribuir valores e manipular quantidades.
Sistemas mais utilizados: Decimal Binrio Octal Hexadecimal
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Sistemas de numerao: Utilizados pela necessidade de atribuir valores e manipular quantidades.
Sistemas mais utilizados: Decimal Binrio Octal Atualmente muito pouco utilizado! Hexadecimal
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Sistema de numerao decimal
Sistema mais conhecido Relao com os dedos Composto por 10 smbolos: 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8 e 9 Sistema posicional Representao por potncia de 10
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Sistema de numerao decimal
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exemplo: Expresse o nmero 3501,034 como somas de potncias de 10.
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exemplo: Expresse o nmero 3501,034 como somas de potncias de 10.
103 102 101 100 10-1 10-2 10-3
3 5 0 1 , 0 3 4
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exemplo: Expresse o nmero 3501,034 como somas de potncias de 10.
3 x 103 + 5 x 102 + 0 x 101 + 1 x 100 + 0 x 10-1 + 3 x 10-2 + 4 x 10-3
103 102 101 100 10-1 10-2 10-3
3 5 0 1 , 0 3 4
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exemplo: Expresse o nmero 3501,034 como somas de potncias de 10.
3 x 103 + 5 x 102 + 0 x 101 + 1 x 100 + 0 x 10-1 + 3 x 10-2 + 4 x 10-3
3000 + 500 + 0 + 1 + 0 + 0,03 + 0,004
103 102 101 100 10-1 10-2 10-3
3 5 0 1 , 0 3 4
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Contagem decimal
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Contagem decimal: A questo dos dgitos
N dgitos 10N nmeros diferentes!
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0
1
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3
4
5
6
7
8
9
0
Com um dgito decimal podemos contar de 0 a 9, com um total de 10 nmeros diferentes!
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
Com um dgito decimal podemos contar de 0 a 9, com um total de 10 nmeros diferentes!
Para N dgitos, podemos contar de 0 a 10N - 1
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Exemplo: Qual o maior nmero que podemos expressar com um sistema decimal de 4 dgitos?
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exemplo: Qual o maior nmero que podemos expressar com um sistema decimal de 4 dgitos?
9999110 :por dado serr maior valo O 4
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Sistema de numerao binrio
Sistema utilizado em eletrnica digital Composto por 2 smbolos: 0 e 1 Sistema posicional Representao por potncia de 2
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Sistema de numerao binrio
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Exemplo: Expresse o nmero binrio 1101,101 como somas de potncias de 2.
23 22 21 20 2-1 2-2 2-3
1 1 0 1 , 1 0 1
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Exemplo: Expresse o nmero binrio 1101,101 como somas de potncias de 2.
1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3
23 22 21 20 2-1 2-2 2-3
1 1 0 1 , 1 0 1
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Exemplo: Expresse o nmero binrio 1101,101 como somas de potncias de 2.
1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3
8 + 4 + 0 + 1 + 0,5 + 0 + 0,125
23 22 21 20 2-1 2-2 2-3
1 1 0 1 , 1 0 1
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Exemplo: Expresse o nmero binrio 1101,101 como somas de potncias de 2.
1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20 + 1 x 2-1 + 0 x 2-2 + 1 x 2-3
8 + 4 + 0 + 1 + 0,5 + 0 + 0,12513,625
23 22 21 20 2-1 2-2 2-3
1 1 0 1 , 1 0 1
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Trabalho com nmeros representados em vrias bases!
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Trabalho com nmeros representados em vrias bases!
1001 Nmero decimal
1001 Nmero binrio
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Trabalho com nmeros representados em vrias bases!
Uso de subscrito para identificao
1001 Nmero decimal
1001 Nmero binrio
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Trabalho com nmeros representados em vrias bases!
Uso de subscrito para identificao
100110 Nmero decimal
10012 Nmero binrio
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Contagem binria
Sistema equivalente contagem decimal
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Contagem binria
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Contagem binria
A quantidade de valores e o mximo valor representado dependem da quantidade de bits disponveis!
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Contagem binria
A quantidade de valores e o mximo valor representado dependem da quantidade de bits disponveis!
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:ser dorepresenta nmeromaior O
sdisponvei dgitos de nmero o representa N que em ,2
:contagens de Nmero
N
N
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Exemplo: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 8 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?
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Exemplo: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 8 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?
valorespossveis 2562
:contagens de Nmero
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Exemplo: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 8 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?
25512
:ser dorepresenta nmeromaior O
valorespossveis 2562
:contagens de Nmero
8
8
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Exerccio: Qual o nmero de contagens em um sistema digital composto por 16 bits? Qual o maior nmero decimal que pode ser representado?
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3. Consideraes sobre sistemas de numerao
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Exerccio: Em um equipamento de instrumentao a grandeza medida pode apresentar valores decimais inteiros que variam de 0 a 100010. Quantos bits so necessrios para representar esse nmero? E se a variao fosse de 0 a 102410?
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(a)
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(b)
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4. Representao de quantidades binrias
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Representao utilizando qualquer dispositivo de dois estados! Carto perfurado Estado de rels Chave fechada ou aberta Luz acesa ou apagada Termostato aberto ou fechado Fusvel queimado ou no Transistor em corte ou saturao
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4. Representao de quantidades binrias
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Representao utilizando qualquer dispositivo de dois estados! Carto perfurado Estado de rels Chave fechada ou aberta Luz acesa ou apagada Termostato aberto ou fechado Fusvel queimado ou no Transistor em corte ou saturao
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4. Representao de quantidades binrias
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Representao utilizando qualquer dispositivo de dois estados! Carto perfurado Estado de rels Chave fechada ou aberta Luz acesa ou apagada Termostato aberto ou fechado Fusvel queimado ou no Transistor em corte ou saturao
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4. Representao de quantidades binrias
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Nveis de tenso
0 e 1 V 0 e 5 V 0 e 10 V 0 e 24 V
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4. Representao de quantidades binrias
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Nveis de tenso
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5. Diagramas de tempo
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Mostra a variao do sinal digital com o tempo!
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5. Diagramas de tempo
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mostra a variao do sinal digital com o tempo!
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5. Diagramas de tempo
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mostra a variao do sinal digital com o tempo!
grfico tenso x tempo
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5. Diagramas de tempo
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mostra a variao do sinal digital com o tempo!
grfico tenso x tempo
relaciona sinais digitais
Diagrama de tempo de um circuito lgico
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5. Diagramas de tempo
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mostra a variao do sinal digital com o tempo!
grfico tenso x tempo
Diagrama de tempo de um circuito lgico
relaciona sinais digitais til para verificao de
defeitos
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6. Transmisso paralela e serial
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Considere a situao em que necessita-se de transmitir informao de um sistema digital para outro!
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6. Transmisso paralela e serial
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Considere a situao em que necessita-se de transmitir informao de um sistema digital para outro! Basicamente duas formas:
Paralela Serial
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6. Transmisso paralela e serial
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7. Memria
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Necessidade de guardar informao! Magntico ptico Circuitos de reteno (flip-flops, latches, capacitores, ...)
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7. Memria
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8. Computadores Digitais
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Sistema que manipula dados digitais (atualmente em forma binria!).
Conceitos importantes:
Hardware Software
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8. Computadores Digitais
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Partes principais de um computador:
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8. Computadores Digitais
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Partes principais de um computador:
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8. Computadores Digitais
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Tipos de computadores
microcomputador Mainframes
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8. Computadores Digitais
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Tipos de computadores
Uso geral Dedicados
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8. Computadores Digitais
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Tipos de computadores
Uso geral Dedicados
microcontroladores
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Tpicos da prxima aulaCaptulo 2:
Sistema de numerao e cdigos
Binrio
Octal
Hexadecimal
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