manuseio de ci’ digitais ... -...

19/03/2015

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LAB 01– MANUSEIO DE CI’S DIGITAIS &OPERAÇÕES E FUNÇÕES LÓGICAS

UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁDEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICAELETRÔNICA DIGITAL - ET75C - Profª Elisabete N Moraes

Em 20 de março de 2015.

SOBRE AS PRÁTICAS

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Lab 01 - Manuseio CIs Dig & Op e Fçs Lógicas 20 mar 2015

• Tolerância 5min para entrada no laboratório;• Equipes de 2 ou 3 alunos;• APS realizada com os mesmos alunos da equipe formada;• Visto no roteiro impresso;• Material para a prática:

-Roteiro impresso LIDO e respectivos datasheets.-Componentes.-Ferramentas (opcional).

OBS: O uso do material da própria equipe é um fator de sucesso no desenvolvimento das práticas.• Caso exista troca de materiais entre laboratórios, esses devem ser devolvidos;• Faltando 20 min para o término, início dos procedimentos de conclusão;• Faltando 10 min para o término, finalização da prática, organização do laboratório, devolução dos equipamentos;• Uso do celular para fotos;• Notificar sobre anormalidades nos equipamentos ou no laboratório.

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SOBRE OS RELATÓRIOS

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• Falta no dia da prática inviabiliza a realização do relatório; • Entrega na semana seguinte a da realização da prática;• Entrega no laboratório, pois não há garantia sobre a entrega no escaninho;• Responsabilidade da equipe, “time”;• Atraso na entrega implica em uma redução de 20% na nota por dia de atraso;• Possibilidade de execução da prática no B003, porém comum fator de redução de 40% e a entrega do respectivo na data inicialmente combinada.• Relatórios semelhantes de equipes diferentes, serão anulados;Detalhes sobre o conteúdo :• Planejamento da equipe;• Documento técnico:

• linguagem escrita x linguagem verbal;• adequação do conteúdo: ctrl+c & crtl+v;• tempo verbal no impessoal:

Verbo no infinitivo Pretérito perfeito Presente do indicativo FuturoPesquisar Pesquisou-se Pesquisa-se Pesquisar-se-áAnalisar Analisou-se Analisa-se Analisar-se-áEscrever Escreveu-se Escreve-se Escrever-se-áFormar Formou-se Forma-se Formar-se-áRelacionar Relacionou-se Relaciona-se Relacionar-se-áApresentar Apresentou-se Apresenta-se Apresentar-se-áVerificar Verificou-se Verifica-se Verificar-se-áFonte: http://professorwellington.adm.br/tempo.htm

MALETA DA MINIPA

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MALETA DA MINIPA

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REQUER 6 PILHAS AA(a ser providenciado pela equipe)

SIMULADOR FREE

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Logisim: http://www.cburch.com/logisim/pt/download.html

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LÓGICA POSITIVA E NEGATIVA

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Lógica positiva: o nível de tensão mais positivo representa o estado lógico “1” e o nível menos positivo equivale ao nível lógico “0”.

Lógica negativa: o nível de tensão mais positivo representa o estado lógico “0” e o nível menos positivo equivale ao nível lógico “1”.

1 ligado, alto, verdadeiro, sim, preto,...

0 desligado, baixo, falso, não, branco,...

0 ligado, alto, verdadeiro, sim, preto,...

1 desligado, baixo, falso, não, branco,...

ESTRUTURA BÁSICA DE UMA PORTA LÓGICA

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Se “A”> VBE T1 satura VCE 0V

VBE

VCE

Se A = “1” então Saída X = “0”

Se “A” < VBE T1 corta VCE VCC

Se A = “0” então Saída X = “1”

Composição elementar de uma porta lógica inversora com uso da arquitetura RTL (resistor transistor logic).

Operação lógica são funções matemáticas que são executadas em nível das variáveis lógicas: produto lógico (“●” ↔ “E”) e soma lógica (+ ↔ “OU”).O meio para que a operação lógica seja viabilizada por meio de um circuito eletrônico é por meio das portas lógicas.Essas por sua vez são construídas a partir de elementos básicos como o transistor, diodo, mosfet.

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COMPONENTE DISCRETO & INTEGRAD0

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Componente discreto: é constituído por um único elemento e que realiza uma função elementar.

•Integração em Pequena Escala- SSI (IPE)Small ScaleIntegrated Circuits: menos de 12;

•Integração em Média Escala- MSI (IME)Medium ScaleIntegrated Circuits: 12 a 90;

•Integração em Grande Escala- LSI (ILE)Large ScaleIntegrated Circuits: 100 a 9.999;

•Integração em Muito Grande- Escala- VLSI Very LargeScale: 10.000 a 99.999;

Circuito integrado: grupo de componentes extremamente pequenos formados dentro ou sobre, um pedaço de material semicondutor e adequadamente conectados para resultar um circuito completo. É um circuito de estado sólido e não um componente discreto (único) como o diodo ou o transistor.

Dependendo da quantidade de componentes integrantes podem ser designados pelo nível de integração:

•Integração Ultra Grande Escala- (ULSI) Ultra Large Scale Intgegrated : 100.000 ou mais.

PRINCIPAIS FAMÍLIAS LÓGICAS

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Família TTL (transistor transistor logic):Desenvolvida pela Texas Instruments, a base do seu funcionamento está no agrupamento de transistores bipolares de junção (TBJ) que operam como chave. São alimentados em 5Vcc e é reconhecida pelos números 54 (uso militar) e 74 (uso comercial) para indicar a série desta família.

Atualmente, as famílias mais empregadas são a TTL e a CMOS, que são usadas em uma grande quantidade de equipamentos digitais.

RTL: resistor transistor logicRCTL: resistor capacitor transistor logic

DTL: diode transistor logicECL: emitter coupled logic

Família CMOS (complementary metal oxide semicondutor FET):O nível de tensão da alimentação é mais flexível, podendo estar na faixa de 3 a 18Vcc. Devido a sua construção são sensíveis à eletricidade estática, sendo primordial o cuidado com o manuseio do CI.

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NOÇÕES SOBRE A FAMÍLIA TTL

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74xxDD

uso comercial

função lógica: E, OU, ...

TTL transistor transistor logicPrefixo 74 uso comercialPrefixo 54 uso militar

Contagem no sentido anti-horário

S=>SchottkyLS=>Schottky de baixa potênciaAS=>Schottky avançadaALS=>Schottky avançada de baixa potência

NOÇÕES SOBRE A FAMÍLIA CMOS(MOS COMPLEMENTAR)

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A família lógica MOS complementar (CMOS) utiliza MOSFETs tanto de canal-P quanto de canal-N para obter diversas vantagens sobre as famílias N-MOS e P-MOS;

De um modo geral, CMOS é mais rápido e consome menos que as outras famílias MOS; Estas vantagens são contrabalançadas pelo aumento da complexidade para a

fabricação do CI e pela menor densidade de integração.Série 74C

Esta série CMOS é pino a pino compatível e funcionalmente equivalente a componentes TTL com a mesma numeração;Muitas das funções, mas não todas, que estão disponíveis para TTL também estão disponíveis nesta série CMOS;É possível substituir alguns circuitos TTL por um equivalente CMOS.

Série 74HC/HCT (High Speed CMOS)É uma versão aperfeiçoada da série 74C, que tem um aumento na velocidade de operação, agora comparável a componentes 74LS, e uma capacidade de corrente muito mais alto do que a da série 74C;Nesta série os CIs são compatíveis pino a pino e funcionalmente equivalentes a CIs TTL com amesma numeração.

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NÍVEL LÓGICO X NÍVEL ELÉTRICO

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“0”

“1”

<0,3VDD

10%

>0,7VDD

10%

VDD

0V

TTL Vcc=5V CMOS VDD= 3 a 18V

“0”

“1”

<0,8V 0,2V

>2,3V 0,2V

5V

0V

Nomenclatura usual: IN (entrada) i HIGH (alto) hOUT (saída) o LOW (baixo) l

USO DA MATRIZ DE CONTATO

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DIAGRAMAS DE CONEXÃO DE CI’S TTL USUAIS

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O sinal * ao lado do símbolo indica configuração coletor aberto.

7408 7432

7404

7402 7400

Consulta às folhas de especificação – datasheets:

OPERAÇÕES E PORTAS LÓGICAS

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Produto Lógico=> função “E” ou “AND”

Porta => executa a função

A e B são variáveis de entrada como temperatura, presença objeto,...Saída =resultado da combinação de A e B (liga ventilador, desliga bomba,.....)

Expressão lógica => S = A . B

Simbologia:

ANSI =American NationalStandards Institute

Para a função “E” com 2 variáveis de entrada a tabela da verdade

A B Saída

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

21 20

Produto lógico

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EQUIVALENTE ELÉTRICO – FUNÇÃO “E”

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A B S

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

FUNÇÃO “E” COM 3 ENTRADAS

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S= A. B . C

A B C Saída

0 0 0 0

0 0 1 0

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 0

1 1 1 1

22 21 20

A

B

CSina

is d

e en

trad

a

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SOMA LÓGICA: OU (OR)

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ANSI

Expressão lógica => S = A + B

Simbologia:

21 20

Para 2 variáveis:

A B Saída

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 1A

B

S

EQUIVALENTE ELÉTRICO: FUNÇÃO “OU”

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111101110000SAB

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INVERSOR: “NÃO” (NOT)

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Expressão lógica => S = A = A’=/A

Simbologia:

ANSI

A S

0 1

1 0

EQUIVALENTE ELÉTRICO: FUNÇÃO “NÃO”

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A S

0 1

1 0

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FUNÇÃO “NÃO E” (NAND)

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Símbolo

Expressão lógica => S = A.B

011

101

110

100

SaídaBA

EQUIVALENTE ELÉTRICO: “NÃO E” (NAND)

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011

101

110

100

SaídaAB

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FUNÇÃO: “NÃO OU” (NOR)

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Símbolo Expressão lógica => S = A+B

A B Saída

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

EQUIVALENTE ELÉTRICO: “NÃO OU” (NOR)

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B A S

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

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FUNÇÃO: “OU EXCLUSIVO” (XOR)

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SímboloExpressão lógica => S = A B

A B Saída

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

EQUIVALENTE ELÉTRICO: “OU EXCLUSIVO” (XOR)

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B A S

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

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FUNÇÃO: “COINCIDÊNCIA” (XNOR)

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SímboloA B Saída

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Expressão lógica S = A Bou

S = A B

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