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Introdução

1ª Semana # Introdução #Álgebra Lógica Simbólica

Famílias Lógicas

2ª Semana # Organização de um Computador #Memória

RegistradoresInstruções de Máquina

Interfaces de Entrada e Saída

3ª Semana # Características dos Micro-Controladores #

Introdução

Objetivos:

Entender o funcionamento dos sistemas computacionais;

Conhecer os diversos dispositivos periféricos em sistemas de controle;

Especificar circuitos eletrônicos disponiveis no mercado de acordo com a aplicação;

Desenvolver circuitos eletrônicos básicos para polarização de microcontroladores e conexão com outros dispositivos;

Introdução

1ª Semana # Introdução #Álgebra Lógica Simbólica

Famílias LógicasMaterial de apoio:

Autor desconhecido, História do Computador , http://www.widesoft.com.br/users/virtual/indice.htm

Soares , Marco, Eletrônica Digital, http://myspace.eng.br/ndx_eledig.asp

Mury, Antonio Carlos, Curso de Eletrônica Digital, ETE”FMC”, 1994.

Zolenovsky, Ricardo, Arquitetura de Microcontroladores Modernos, www.mzeditora.com.br/artigos/mic_modernos.htm

http://www.widesoft.com.br/users/virtual/indice.htm

http://myspace.eng.br/ndx_eledig.asp

Ábaco - Sec.III Pascalina - 1642 Máquina Analítica - 1834 COLOSSUS - 1943

Eniac - 1946

Intel 4004 - 1971

Intel 8080 - 1974

ApleII – TRS80 - PET - 1977 PC XT - 1981

Zilog – Z80 - 1976

Introdução

8051 - 1983

Introdução

Introdução

Introdução

RAM UART

PCI IDE

Introdução

GiroServo

Servo

TX Data

Trem de Pouso

Temp Proc. ROM RAM

Introdução

Atmel PhilipsTexasAnalog DevicesDallas

Alguns Fabricantes de 8051:

PICs da MicrochipZ8 da Zilog68XX da MotorolaMSPs da Texas.Arquiteturas: ARM7; ARM8; ARM9 e X86.

Outras familias:

Introdução

George Boole, 1847 => Uso da Álgebra para manipulação de Idéias

E = Multiplicação - OU = Soma

0 = Falso, Inexistente - 1 = Verdadeiro, Existente

Álgebra Lógica Simbólica

SimbólicaÁlgebra Lógica

E


A B S

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

OUA B S

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1

X OU


A B S

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

NãoA S

0 1

1 0

Implementar a tabela verdade.

Para cada saída não nula inclua um bloco E com o número de entradas igual ao da tabela .

Adicione inversores (portas não) a cada entrada em nível lógico baixo.

Conecte a saída de cada bloco E a uma entrada de um bloco OU.

Para desenvolver um Circuito Lógico:


Um dos relés irá acionar o alarme apenas quando todos os sensores estiverem acionados;O segundo relé irá acionar um alarme se um ou mais sensores estiverem acionados;O terceiro relé acionará uma luz de alerta quando dois dos sensores estiverem acionados;

Projetar um circuito combinacional que controle 3 relés através de três sensores conforme condições abaixo :


Exercício1.1®:

Exercício 1.2®:Projetar um circuito que teste dois pontos de um outro circuito digital e indique se são iguais:

Circuitos Combinacionais


A B S

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

S = A B + A B

Exercício 1.3®:

Projetar um sistema de segurança composto por três sensores. O alarme deverá ser acionado somente quando forem apresentadas simultaneamente as 4 situações descritas abaixo:


Os sensores A e C acionados OU B deligado;A acionado OU C desligado;B acionado OU A desligado ;C ou A desligado;

Tabela Verdade:


A B C S1 S2 S3 S4 S0 0 0 1 1 1 1 1

0 0 1 0 1 1 1 0

0 1 0 0 1 1 1 0

0 1 1 1 0 1 1 0

1 0 0 1 1 0 1 0

1 0 1 1 1 0 0 0

1 1 0 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 0 0

São constituídos de combinações de portas lógicas de forma a executar uma função lógica definida.

Para um estado presente nas entradas apresentará sempre a mesma resposta, caracterizando-se como circuitos estáticos.

Multiplexadores e DemultiplexadoresCodificadores e DecodificadoresSomadoresComparadores de magnitudeGeradores de paridadeConversores de códigos



Em Circuitos Seqüenciais a saída depende de seu estado anterior al’em do estado das entradas.

Sistemas de numeração Binário e BCD

1010(2) = A (16)= 10(10)

00100101(BCD) = 25(10) = 00011001(2)

00010000(BCD) = 10(10)


Exercício 1.4:


Projete um codificador de BCD para Decimal:

ABC

0123456789

D

Projetar um codificador de BCD para 7 Seguimentos:

1

2

3

4

6

5

7

Exercício 1.5:


Tabela Verdade:


DEC

A B C D 1 2 3 4 5 6 70 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

1 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

3 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

4 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

5 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

6 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

7 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

9 1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1

1 0 1 0 X X X X X X X

1 0 1 1 X X X X X X X

1 1 0 0 X X X X X X X

1 1 0 1 X X X X X X X

1 1 1 0 X X X X X X X

1 1 1 1 X X X X X X X


Diagramas de Veitch Karnaugh

Projetar um Somador de 8 bits:

Exercício 1.6:


CARRY OUT

OUT

Somador Completo:


CARRY OUT

OUTA

BCarry Ou

S B

A

Carry In

U1B

U3B

U3A

U2BU2A

Complemento:


CPL 10 de 7(10) = 10(0+1) - 7 = 3 (10)

(7(10) = 7 x 100 )

CPL 10 de 353(10) = 10(2+1) - 353 = 647

(10)(353(10) = 3 x 102 + 5 x 101 + 3 x 100 )

CPL1 de 1(2) = 20-1 = 1-1 = 0(2)

CPL1 de 101(2) = 1000 - 101 = 010(2)

CPL1 de 110110010(2) = 001001101(2)

Complemento:


CPL1 de 101(2) = 1000(2) – 101(2) = 010(2)

CPL1 de 110110010(2) = 001001101(2)

CPL2 de 101(2) = 010(2) + 1(2) = 011(2)

CPL2 de 110110010(2) = 001001110(2)

Complemento:


Decimal Binário CPL1 CPL20 0000 0000 0000

1 0001 0001 0001

2 0010 0010 0010

3 0011 0011 0011

4 0100 0100 0100

5 0101 0101 0101

6 0110 0110 0110

7 0111 0111 0111

-0 1000 1111 1000

-1 1001 1110 1111

-2 1010 1101 1110

-3 1011 1100 1101

-4 1100 1011 1100

-5 1101 1010 1011

-6 1110 1001 1010

-7 1111 1000 1001

Projetar um Circuito Combinacional que execute a operação de complemento II para um número binário de 4 bits.

Exercício 1.7:


Subtração por soma de complemento:


41(10) => 00101001(2)

– 23(10) => 10010111(2)

=41(10) => 00101001(2)

+ 11101001(2) CPL2

18(10) => 00101001(2)

Como é positivo já representa o resultado

=23(10) => 00010111(2)

+ 11010111(2) CPL2

11101110(2)

Como é negativo o resultado está em complemento2

11101110(2) CPL2=> 10010001(2)

=>10010010(2)=> -18(10)

Projetar um Circuito Somador com sinal de 4 bits usando complemento I ou complemento II:

Exercício1.8:


RTL (Resistor-Transistor Logic)RCTL (Resistor- Capacitor -Transistor Logic)DTL (Diodo -Transistor Logic)HTL (High Therhold Logic)ECL (Emmiter Coupled Logic)IIL (Integrated – Injection Logic)TTL(Transistor – Transistor Logic)MOS, PMOS,NMOS,CMOS(Metal Oxide Semiconductor)

Famílias Lógicas

Níveis de tensão;FanIn(número de entradas); FanOutMargem de ruído; Dissipação de potência;Tempos de transição;

Famílias

Parâmetos

CMOS TTLBaixo Consumo Velocidade

Tensão de alimentação variável e Imunidade a ruído

Ganho de velocidade nas Famílias HC e HCT

Diminuição do consumo na Família LS

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