Universidade Estadual Paulista

Campus de Sorocaba

Laboratório de Circuitos Digitais 1

Experimento 02: Montando circuitos combinacionais em protoboard

Prof. Alexandre da Silva Simões 2005.

Laboratório de Circuitos Digitais Experimento 02:

Montando circuitos combinacionais em protoboard

1. Objetivos Objetivo geral: Esta prática tem por objetivo fundamental apresentar e adaptar o aluno ao ambiente de montagem de circuitos digitais. As técnicas de montagem, o manuseio de componentes e o desenvolvimento da prática de consulta aos manuais são considerados de suma importância neste ambiente. Objetivo específico: Ao final desta prática o aluno deverá estar apto a trabalhar com certo grau de desenvoltura no ambiente do protoboard e a trabalhar com quaisquer circuitos combinacionais neste ambiente mediante disponibilidade de sua folha de dados.

2. Equipamento necessário

1. Protoboard; 2. Multímetro; 3. Osciloscópio; 4. Componentes: 74LS00, 74LS04, 74LS02, 01 resistor de 270Ω, 01 LED.

3. Considerações gerais sobre o protoboard O protoboard (breadboard, ou simplesmente matriz de contatos), mostrado na figura 1 , torna possível ao aluno construir seu próprio circuito através da conexão direta de componentes. A alimentação dos circuitos é feita com as tensões disponíveis (+15V, +10V, +5V, GND, -5V, -10V e -15V) claramente indicadas na parte superior da placa.

figura 1 – Protoboard.

Na barra de alimentação e no corpo principal da placa encontram-se dispostos pontos de conexão onde podem ser inseridos terminais de componentes ou fios apropriados. Estes pontos encontram-se ligados internamente e é imprescindível que o aluno tome conhecimento de sua forma de conexão antes de iniciar as atividades com o equipamento. Uma representação esquemática da interconexão dos pontos de conexão é mostrada na figura 2.

(a) (b) figura 2 – Representação do protoboard: a) aparência externa; b) ligação interna dos

pontos de conexão. Uma boa prática antes de iniciar as montagens é utilizar o multímetro como mecanismo para investigar as conexões internas da placa. Considere a figura 3. Nesta encontram-se representadas algumas conexões em um protoboard e algumas grandezas são analisadas utilizando um multímetro. O multímetro na posição “a” está atuando como ohmímetro. Como este está conectado a dois pontos interligados internamente, espera-se que a resistência medida seja nula. A falta de conexão dos pinos de fileiras distintas pode ser comprovada através da inserção do ohmímetro nos pontos “b” e “c”, que neste caso devem registrar resistência infinita.

figura 3 – Exemplo de ligações no protoboard. A barra de tensões, como o mencionado anteriormente, possui todos os seus terminais de tensão similar curto-circuitados. O terminal de 0V (ou terminal comum) pode ser usado como referência (GND) para medir a tensão nos diversos pontos da barra. Tal

-5V COM. +5V-15V +15V

15V d

5V e

f

0Ω a

b ∞Ω

∞Ωc

5V

0V g

5V h

Barra de tensões: conexão interna entre todos os pontos sob a mesma tensão.

Corpo principal: pontos de cada fileira encontram-se conectados verticalmente.

Independência: Pontos de uma fileira não se encontram conectados aos pontos das fileiras adjacentes.

-5V COM. +5V-15V +15V -5V COM. +5V-15V +15V

situação é mostrada com o multímetro “d”, neste caso atuando como voltímetro.Uma determinada tensão pode ser aplicada a determinada coleção de pontos através da utilização de fios como o mostrado na figura 3. As leituras de tensão “e”, “f”, “g” e “h” ilustram possíveis conexões na placa.

4. Montando pequenos circuitos A figura 4, abaixo, ilustra a montagem de pequenos circuitos resistivos no protoboard. É recomendado ao aluno que observe atentamente tais montagens antes de iniciar a montagem do experimento corrente.

figura 4 – Exemplo de montagem de circuitos simples em protoboard.

ATENÇÃO: É sempre importante ter em mente que a conexão de dois pontos com tensões diferentes (ainda que por poucos instantes) fatalmente ocasiona um curto-circuito que pode danificar os fios, componentes, fonte ou mesmo a própria placa do protoboard.

5V

-5V COM. +5V-15V +15V -5V COM. +5V -15V +15V

5V

-5V COM. +5V-15V +15V -5V COM. +5V -15V +15V

5V

-5V COM. +5V-15V +15V -5V COM. +5V-15V +15V

figura 5 – Exemplo de curto-circuito em uma montagem.

5. Montando circuitos com portas lógicas O protoboard foi elaborado de modo que a maioria dos CIs se encaixe perfeitamente entre duas fileiras de pontos de conexão. A figura 6, abaixo, ilustra a conexão de um circuito que implementa uma operação AND entre duas entradas. A saída é mostrada em um LED.

figura 6 – Um circuito com porta AND implementado em protoboard.

ATENÇÃO: É comum pernas do CI se quebrarem quando este é retirado do protoboard. Utilize sempre o saca-CI.

5V

-5V COM. +5V-15V +15V

A B

-5V COM. +5V-15V +15V

GND

VCC

6. Procedimento experimental Seja a tabela-verdade abaixo: A B C S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 O aluno deverá implementar esta tabela-verdade em protoboard, exibindo a saída S em um led verde. Para tanto, consulte livremente qualquer material necessário para o trabalho. As portas lógicas disponíveis para o projeto serão anunciadas oportunamente pelo professor. Para o desenvolvimento do projeto, sugere-se a seguinte seqüência de passos: 1. Minimização da função; 2. Elaboração do projeto em termos de portas lógicas; 3. Adequação do projeto às portas lógicas disponibilizadas em laboratório; 4. Implementação em protoboard.

7. Bibliografia Tocci, R. J.; Widmer, N. S.; "Sistemas Digitais - princípios e aplicações"

Livros técnicos e científicos editora, 7a edição, 1998; Idoeta, I. V.; Capuano, F. G.; "Elementos de eletrônica digital"

Ed Érica, 30a edição, 2000; Manuais de componentes eletrônicos Texas Instruments

http://www.texasinstruments.com