circuitos combinacionais

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Definição

– São circuitos que dependem exclusivamente das combinações das variáveis de entrada

– O circuito pode ser obtido pelo processo abaixo:

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Exemplo

– Circuito com duas variáveis – Controle de cruzamento

Condições:● Trânsito só na rua B → sinal 2 aberto● Trânsito só na rua A → sinal 1 aberto● Trânsito nas duas ruas → sinal 1 aberto – preferencial


– Circuito com duas variáveis – Controle de cruzamento● Variáveis de entrada

– Existência de carro na rua A: A– Existência de carro na rua B: B

● Variáveis de saída– Verde do sinal 1 aceso: V

1

– Verde do sinal 2 aceso: V2

– Vermelho do sinal 1 aceso: Vm1

– Vermelho do sinal 2 aceso: Vm2


– Circuito com duas variáveis – Controle de cruzamento● Tabela verdade

← suposição


– Circuito com duas variáveis – Controle de cruzamento● Simplificação

– As expressões para V1 e V

m2 são idênticas

– As expressões para V2 e V

m1 são idênticas

–

–

● Circuito

V 1=V m2=A

V 2=V m1= A


– Circuito com três variáveis – Controle de amplificador● Condições

– O toca-discos tem maior prioridade– O tocas fitas tem prioridade intermediária– O rádio tem prioridade inferior


– Circuito com três variáveis – Controle de amplificador● Variáveis de entrada: A, B e C

● Variáveis de saída: SA, S

B e S

C

● Tabela VerdadeA B C SA SB SC

0 0 0 X X X

0 0 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0

0 1 1 0 1 0

1 0 0 1 0 0

1 0 1 1 0 0

1 1 0 1 0 0

1 1 1 1 0 0


– Circuito com três variáveis – Controle de amplificador● Simplificação Circuito

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Códigos

– Exemplos de códigos existentes na eletrônica digital:● Código BCD – Binary Code Decimal

– Usado para conversão de

decimal para binário

de quatro dígitos

Decimal BDC 8421 BDC 7421 BDC 5211 BDC 2421

0 0000 0000 0000 0000

1 0001 0001 0001 0001

2 0010 0010 0011 0010

3 0011 0011 0101 0011

4 0100 0100 0111 0100

5 0101 0101 1000 1011

6 0110 0110 1001 1100

7 0111 1000 1011 1011

8 1000 1001 1101 1110

9 1001 1010 1111 1111


– Código excesso 3● Consiste na transformação, em binário, do decimal somado em três

unidades


– Código Gray● Tem como principal característica a mudança

de apenas um bit entre um número e outro

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Portas lógicas XOR e NXOR

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Codificadores e decodificadores

– Codificadores são circuitos combinacionais que permitem a passagem de um código conhecido para um código desconhecido

– Decodificadores fazem o processo inverso● Porém essa diferenciação depende de um referencial

– No geral esses circuitos podem ser chamados de decodificadores


– Exemplo: codificador decimal/binário BCD 8421● Estrutura geral do sistema

● Por convenção a chave fechada equivale ao nível lógico 0

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais

● Codificadores e decodificadores– Exemplo: codificador decimal/binário BCD 8421

● Tabela verdade

A saída A será 1 se Ch8 ou Ch9 for acionada

A saída B será 1 para Ch4, Ch5, Ch6 ou Ch7

A saída C será 1 para Ch2, Ch3, Ch6 ou Ch7

A saída D será 1 para Ch1, Ch3, Ch5, Ch7 ou Ch9


– Exemplo: codificador decimal/binário BCD 8421● O circuito


– Exemplo: decodificador para display de 7 segmentos● Esquema geral do decodificador:


– Exemplo: decodificador para display de

7 segmentos● Tabela de conversão


– Exemplo: decodificador para display de 7 segmentos● Simplificação


– Exemplo: decodificador para display

de 7 segmentos● Circuito

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Circuitos aritméticos

– Meio somador

A B S Ts

0 0 0 0

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 0 1


– Somador completo

A B TE

S TS

0 0 0 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 1 0

0 1 1 0 1

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 1 0 0 1

1 1 1 1 1


– Somador completo


– Somador completo a partir de meio somadores


– Meio subtrator● Tabela verdade Circuito


– Subtrator completo


– Subtrator completo● Tabela verdade Simplificação


– Subtrator completo● Circuito


– Subtrator completo a partir de meio subtratores● Circuito


– Somador/Subtrator completo● Tabela verdade

– M=0: somador– M=1: subtrator


– Somador/Subtrator completo● Simplificação


– Somador/Subtrator completo● Circuito

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Multiplexador

– Circuito utilizado para, disponibilizadas várias informações nos canais de entrada, ser selecionada uma delas no canal de saída.

● A entrada de seleção é usada para escolher qual informação de entrada será disponibilizada na saída


– De dois canais


– De quatro canais


– Esquema de um multiplexador de 16 canais● Cada combinação das entradas de seleção recebe o

nome de endereço


– Obtido a partir de um gerador de produtos canônicos● Gerador canônico para três variáveis


– Obtido a partir de um gerador de

produtos canônicos● Gerador canônico para quatro variáveis


– Obtido a partir de um gerador de produtos canônicos


– Obtido a partir de uma matriz de encadeamento simples


– Obtido a partir de uma matriz de encadeamento duplo


– Obtido a partir de multiplexadores mais simples


– Usado como serializador de informação● Ele só funcionará assim se os pulsos forem síncronos com a

captura na saída. Se a alteração na entrada for mais rápida que que a obtenção da saída algumas informações serão perdidas


– Usado para a construção de circuitos combinacionais– Exemplo

● Dada a seguinte tabela verdade– A, B e C são as entradas do circuito

– S1 e S

2 são as saídas do circuito


– Usado para a construção de circuitos combinacionais– Exemplo

● Casa saída corresponde será implementada com um multiplexador


– Usado para a construção de circuitos

combinacionais– Exemplo

Circuitos LógicosCircuitos Combinacionais● Demultiplexador

– Executa a função inversa do multiplexador● Envia a informação de um canal de entrada para vários canais de

saída


– Circuito lógico básico

– Tabela verdade


– Circuito para quatro saídas


– Circuito para oito saídas


– Formado com o

gerador de produtos canônicos


– Aumentando a capacidade de um demultiplexador


– Com endereçamento sequencial

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Definição

– São circuitos que têm suas saídas dependentes da variáveis de entrada e/ou de seus estados anteriores

– Geralmente são sistemas pulsados, que operam sob o comando de um gerador de pulsos (clock).

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flops

– Representação

– Possíveis estados de saída●

●

Q=0→Q=1Q=1→Q=0

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop RS Básico

– Circuito

– Tabela verdade● Entradas S (set) e R (reset)

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop RS com entrada de clock

– Circuito

– Tabela verdade

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK

– Circuito

– Tabela Verdade,

quando clock=1

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK

– Situação para J=1 e K=1● Neste caso o clock começa com valor 1, mas antes da conclusão do

circuito, ele deve passar para 0, senão o valor da saída ficará oscilando.

– Representação

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK com entradas Preset e Clear

– Circuito

– Tabela verdade

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK Mestre-Escravo

– Os flip-flops com clock devem mudar seus valores apenas quando da mudança do sinal de clock

– Os flip-flops JK, como configurados, com o clock = 1, alteram seus valores na mudança dos valores J ou K, funcionando como circuitos combinacionais

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK Mestre-Escravo

– Para resolver esse problema os flip-flops são combinados de acordo com o circuito abaixo

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-Flop JK Mestre-Escravo com entrada Preset e Clear

– Circuito

– Tabela verdade

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-flop tipo T

– É um flip-flop JK Mestre Escravo com as entradas J e K ligadas uma à outra

– Representação

– Tabela verdade

Circuitos LógicosCircuitos Sequenciais● Flip-flop tipo D

– É um flip-flop JK Mestre Escravo com as entradas J e K invertidas

– Representação

– Tabela verdade

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