roteiro de laboratÓrio - joinville.udesc.br´nica digital - laboratório 419 Índice 1....

Eletrônica Digital - Laboratório 417

ROTEIRODE

LABORATÓRIO

418 Eletrônica Digital - Laboratório


ÍNDICE

1. ORIENTAÇÕES GERAIS, 51.1 PARA O PROFESSOR, 51.2 PARA O ALUNO, 51.3 TIPOS DE LABORATÓRIO,6

1.3.1 Tipo “Hardware”, 6 Dispositivos para as Entradas, 6 Monitorando Entradas e Saídas, 7

Constar no Relatório, 81.3.2 Tipo “Software”, 9 Dispositivos nas Entradas, 9 Monitorando saídas, 11

2. Familiarização com Painéis e Equipamentos, 152.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 152.2 Trabalhando com o Painél (“Hardware”), 15

3. Decodificador e Multiplexador com portas, 213.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 213.2 Decodificador 2x4 (Lab tipo “Hardware”), 213.3 Multiplexador com 4 canais (Lab tipo “Hardware”), 223.4 Decodificador com CircuiMaker (Lab tipo “Software”), 233.5 Decodificador com TINA (Lab tipo “Software”), 23

4. Decodificador 74138, Associação de Multiplexadores, Demultiplexadores e Comparadores, 27

4.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 274.2 Decodificador 74138 (Lab tipo “Hardware”), 274.3 Decodificador para Sete Segmentos (Lab tipo “Hardware”), 284.4 Associação de Multiplexadores e Geração de Funções (Lab tipo “Hardware”), 294.5 Multiplexadores versus Demultiplexador (Lab tipo “Hardware”), 304.6 Associando Comparadores (Lab tipo “Hardware”), 304.7 Multiplexadores versus Demultiplexador usando TINA (Lab tipo “Software”), 32

5. Circuitos Aritméticos, 335.1 Parte Teórica e Pré-relatório (Lab tipo “Hardware”), 335.2 Somador para três “bits”(Lab tipo “Hardware”), 335.3 Projeto de unidade lógica e Aritmética com Cicuitmaker (Lab tipo “Software”), 34

6. “Latches” e “Flip-Flops”, 356.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 356.2 “Latch e Flip-flop D” (Lab tipo “Hardware”), 356.3 “Flip-flop JK” (Lab tipo “Hardware”), 366.4 Trava Residencial - (Lab tipo “Hardware”) e (Lab tipo “Software” com Circuitmaker), 37


7. Registradores - Somador Serial, 397.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 397.2 Circuitos 7495 (Lab tipo “Hardware”), 397.3 Transferência Paralela (Lab tipo “Hardware”), 407.4 Somador Serial (Lab tipo “Hardware”), 40

8. Contadores, 438.1 Parte Teórica e Pré-relatório8.2 Contador up/down assíncrono (Lab tipo “Software”), 438.3 Divisor com JK (Lab tipo “Software”), 448.4 Contador Síncrono (Lab tipo “Software”), 448.5 Divisor programável por N (Lab tipo “Hardware”), 468.6 Parada programável (Lab tipo “Hardware”), 478.7 Circuito 555 (Lab tipo “Software”), 488.8 Relógio Digital (Lab tipo “Hardware”), 498.9 Frequencímetro Digital (Lab tipo “Hardware”), 508.10 Medidor de Períodol (Lab tipo “Software”), 51

9. “Memória a Semicondutor”, 539.1 Parte Teórica e Pré-relatório, 539.2 Memória RAM com 2K x 16 (Lab tipo “Software”), 539.3 Memória RAM com 2K x 16 (Lab tipo “Software”), 539.4 MEMÓRIA ROM (Lab tipo “Software”), 54


1

ORIENTAÇÕESGERAIS

1.1 PARA O PROFESSOROs roteiros não foram concebidos visando dirigir o aluno ponto a ponto.Foram elaborados de forma a servir de orientação básica, deixando espaçopara a criatividade por parte dos alunos.

O laboratório pode ser do tipo “Hardware” ou “Software”. O tipoHardware envolve a utilização dos painéis e equipamentos do laboratório,e dependem da disponibilidade da instituição. O tipo “Software” requer autilização de “Softwares” específicos para simulação de circuitos digitais.

O professor pode, dependendo do caso, selecionar o tipo delaboratório, conforme figura 1.1, de acordo com a disponibilidade dainstituição de ensino. Também pode seguir as sugestões apresentadaspara cada capítulo, aplicando uma ou mais das experiências sugeridas.

É conveniente, sempre que possível, sugerir diferenças para cadaequipe de alunos, tais como, Funções Booleanas Diferentes, tipo de“Software”, Circuitos Integrados Diferentes.

S1 - Circuit MakerS2 - Eletronic Workbench – MultisimS3 - PSpiceS4 - TinaS5 - EdsonS6 - WinbreadBoardS7 - Digital Work

H1 - PainelH2 - MinipaH3 - Datapool

T1 - Software

T2 - Hardware

Laboratórioa ser definidopelo professor

Código

Figura 1.1 Tipo de Laboratório.

1.2 PARA O ALUNO

Antes de desenvolver os projetos os alunos devem rodar os “clips”indicados no livro texto e, dependendo do “Software” de simulaçãodisponível na Instituição de Ensino, simular os circuitos incluso no CDROM(\LAB) e indicados ao longo do texto.

Salvo indicação em contrário, no relatório devem constarcircuitos, resultados e comentários na forma impressa (documentoWord) e em CDROM.


1.3 TIPOS DE LABORATÓRIOConforme visto, o laboratório pode ser do tipo “Hardware” ou “Software”.Neste capítulo apresentamos algumas orientações básicas para osdiversos tipos de laboratório.

1.3.1 Tipo “Hardware”

É o caso do uso de painel didático ilustrado nas figura 1.1a, 1.1c e 1.1d,e do uso de “Protoboard” ( figura 1.1b).

(a) (b)

(c) (d)

Figura 1.1 (a) Painél Típico; (b) “Protoboard”; (c) Painel da Minipa;(d) Painél da Datapool.

Dispositivos para as Entradas

Sempre que possível use nas entradas (variáveis, sinais de controle) dedados os sinais obtidos nas saídas dos seguintes dispositivos:

¨ Chaves geradoras de nível lógico (tipo HH), conforme figura

1.2.

¨ Circuito oscilador à cristal, conforme figura 1.3.


SW

CLOCK

B

A

10 K

Chave

"Break-Maker"

10 K

(c)

(d)

Figura 1.2 (a) e (b) Aspectos físicos da chave HH; (c) Circuitotípico com eliminação de ruídos; (d) Aspecto num painel.

+ 5V

470nF

470

1,3 K1,3 K

CristalEm 1 MHz

Clock

(b)

Figura 1.3 Oscilador à Cristal. (a) Aspecto no painel; (b) Circuito.

Monitorando Entradas e Saídas

Quando possível monitore pontos no circuito usando:

¨ Detetores de níveis lógicos com “leds” e “displays” (figura

1.4).

¨ Osciloscópio, Multímetro, Frequencímetros (figura 1.5).

(a)

(b)

(a)


(a) (b)

Figura 1.4 Detetor de nível. (a) Circuito; (b) Aspecto num painel.

(a)

(b)

Figura 1.5 (a) Osciloscópio; (b) Multímetro.

Constar no RelatórioOs seguintes itens devem fazer parte do relatório escrito:

¨ Circuito implementado.

¨ Lista de componentes e equipamentos usados quando

necessário ou solicitado.

¨ Comentários sobre os resultados obtidos.


1.3.2 Tipo “Software”Os seguintes “softwares” poderão ser usados ao longo do curso conformedisponibilidade na instituição e indicação do professor para cada experiência:

¨ “CircuitMaker”

¨ “Eletronic Workbench - Multisim”

¨ “PSpice” - Orcad

¨ “Digital Works”

¨ “WinbreadBoard”

¨ “Tina”

Dispositivos nas EntradasSempre que possível, use nas entradas (variáveis, sinais de controle,“Clock”) dos circuitos os sinais obtidos nas saídas dos seguintesdispositivos:

¨ Chave geradora de nível, tipo HH, conforme as figuras 1.6a,

1.8a, 1.8b,1.11a, 1.12a, 1.12b, 1.17a, 1.17b).

¨ Chave do tipo “PushButton” conforme as figuras 1.6b.

¨ Teclado conforme as figuras 1.6d, 1.17c.

¨ Gerador de funções (oscilador), sequenciador de dados ou

gerador de palavras conforme as figuras 1.7, 1.9, 1.10, 1.12c,1.12d, 1.17j.

Figura 1.6 Simulador CircuitMaker. (a) Chave HH; (b) Chave“PushButton”; (c) Chave hexadecimal; (d) Teclado.

Figura 1.7 Simulador CircuitMaker. (a) Oscilador (Pulser); (b)Sequenciador de Dados.


Figura 1.8 Simulador WorkBench Multisim. (a) Chave de contatos;(b) Chave com duas posições.

Figura 1.9 Simulador WorkBench Multisim. (a) Gerador de funções;(b) Gerador de funções expandido.

(a) (b)

Figura 1.10 Simulador WorkBench Multisim. (a) Gerador depalavras; (b) Gerador de palavras expandido.


Figura 1.11 Simulador Winbreadboard. (a) Chave HH; (b) Geradorde onda quadrada.

Figura 1.12 Simulador Digital Works. (a) Chave HH; (b) Entradainterativa; (c) Gerador de seqüência; (d) Gerador de onda quadrada.

Monitorando saídasSempre que possível monitore pontos do circuito usando:

¨ Circuitos detetores de níveis lógicos com “leds” ou

“displays”, conforme as figuras 1.13, 1.14a, 1.14b, 1.15a. 1.15b, 1.17d, 1.17e, 18.

¨ Osciloscópio, conforme as figuras 1.14c, 1.16, 1.17h.

¨ Multímetros, conforme as figuras 1.14d, 1.14e, 1.17f, 1.17g, 17i.

Figura 1.14 Simulador CircuitMaker.(a) “Led”; (b) “Display”; (c)Osciloscópio; (d) Voltímetro; (e) Amperímetro.

Figura 1.15 Simulador WorkBench Multisim. (a) “Led”; (b) “Display”;(c) Multímetro;(d) Multímetro expandido.

Figura 1.13Simulador DigitalWorks. (a) “Led”;(b)“Display”; (c) SaídaNumérica.


Figura 1.16 Simulador WorkBench Multisim. (a) Osciloscópio; (b)Osciloscópio Expandido.

Figura 1.17 Simulador Tina. (a) Chave; (b) Chave com duasposições; (c) Teclado; (d) “Led”; (e) “Display”; (f) Voltímetro;(g) Amperímetro; (h) Osciloscópio; (i) Multímetro; (j) Oscilador.

(a) (b)

(c)

Figura 1.18 Simulador Winbreadboard. (a) “Leds”; (b) Indicadoresde nível lógico; (c) “Displays”.

(a) (b)

(c)

(d) (e) (f) (g)

(h) (i) (j)


EXPERIÊNCIASDO TIPO

“HARDWARE”E

“SOFTWARE”


2

Familiarização comPainéis e Equipamentos

Equipe de Alunos

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

Objetivos

Ö Familiarização com os painéis;

Ö Teste de portas lógica;

Ö Implementação de funções;

Ö Simulação de portas.

2.1 Parte Teórica e Pré-relatórioO aluno deve ler o capítulo 1 deste manual de laboratório e os ítens 2.8.5 a2.10.11 do livro texto que tratam de portas lógicas e implementação de funções.Não tem pré-relatório.

2.2 Trabalhando com o Painél (Lab tipo “Hardware”)

a) Use um multímetro para medir as tensões nas saídas das chaves “Geradorasde Nível” dos painéis quando em nível 1 e eml 0. Preencha os campos:

Nível 1= Volts. Nível 0= Volts.

b) Sem colocar qualquer sinal nas entradas, medir as tensões nas entradas esaída de uma porta NAND (circuito 7400).

Tensão na entrada = Volts. Tensão na saída= Volts.

Comentários:

c) Conecte a saída da chave geradora a um entrada “Detetora de Nível” com“Led”. Manipule a chave e comente os resultados obtidos.

Comentários:

Visto

1 2 3


d) Observe o sinal na saída de um Oscilador do painél. Use “Leds” e/ouOsciloscópio.

Comentários:

2.3 Testando portas Lógicas (Lab tipo “Hardware”)

a) Coloque chaves do tipo HH, disponíveis nos painéis, nas entradas A e B deuma porta NAND 7400. Monitore com “leds” tanto as entradas quanto assaídas. Usando um multímetro complete a tabela da figura 2.1b com osequivalente em tensões à tabela 2.1a.

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

A B

0 0

0 1

1 0

1 1

0 0

0 1

1 0

1 1

F

0

0

0

1

Entradas Saída

A BA B F

Entradas Saída

(a) (b)

Figura 2.1

b) De forma similiar, complete com os valores de tensões, as tabelas para asportas indicadas na figura 2.2.

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

Porta NAND com três entradas

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

Porta NOR com três entradas

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

111

011

101

001

110

010

100

000

FCBA

Porta XOR com três entradas

Figura 2.2

Visto

1 2 3


2.4 Implementação de Funções com Circuitos Integrados

(Lab tipo “Hardware”)

Implemente uma função F com quatro variáveis, a ser definida por cadaequipe. A função deve usar cada um dos integrados 7400, 7402, 7404, 7408,7411, 7432:

2.4.1 Equação da função:

F =

2.4.2 Circuito Implementado:

Figura 2.3

Visto

1 2 3


2.4.3 Obter experimentalmente a tabela de combinações para a funçãoimplementada.

1111

1000

0000

FABCD

1111

1000

0000

FABCD

Figura 2.4

2.5 Implemente a função da figura 2.3 usando Winbreadboard

(Lab tipo “Software”)

2.5.1 Usando chaves HH nas entradas e “leds” nas entradas/saídas.

Ö Cole, no espaço abaixo, o circuito Implementado.

Ö Enviar o arquivo para o professor.

Figura 2.5

Visto

1 2 3


2.6 Implemente a função da figura 2.3 usando TINA (Lab tipo “Software”)




Figura 2.6

2.6.2 Usando o componente “Data Generator” nas entradas e “Voltagen PIn” nasentradas/saídas realize a simulação para condição ideal, ou seja, atrasos depropagação 0

Ö Cole, no espaço abaixo, o resultado da simulação.


Figura 2.7

Visto

1 2 3


2.6.3 Usando o componente “Data Generator” nas entradas e “Voltagen PIn” nasentradas/saídas realize a simulação para condição ideal, ou seja, atrasos depropagação diferentes de 0


Figura 2.8

Comentários:


3

Decodificador e Multiplexadorcom portas lógicas

Equipe de Alunos

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

Objetivos

Ö Implementar e testar um decodificador 2x4 com portas.

Ö Implementar com portas um multiplexador com quatro canais de dados.

3.1 Parte Teórica e Pré-relatório

Consultar os ítens 4.1 e 4.3 do livro texto. Os circuitos a seremimplementados e as equações solicitadas fazem parte do pré-relatório.

3.2 Decodificador 2x4 (Lab tipo “Hardware”)Projetar um decodificador de 2/4 com controle do tipo “enable”, com entradas BA(B a mais significativa), com controle M de terceiro estado (use o integrado 74126) esaídas S0, S1, S2 e S3.

a) Obter as equações nas saídas das portas NAND.

S0 = S1 = S2 = S3 =

b) Circuito:

Figura 3.1

Visto

1 2 3


c) Coloque chaves do tipo HH nas entradas e “led´s” nas entradas/saídas.Complete experimentalmente a tabela da figura 3.2.

S3S2S1S0ABM"Enable"

SaídasEntradas

S3S2S1S0ABM"Enable"

SaídasEntradas

Figura 3.2

Comentários:

3.3 Multiplexador com 4 canais (Lab tipo “Hardware”)Projetar um multiplexador com controle tipo “enable”, com controle M deterceiro estado (use o integrado 74126) e canais C0, C1, C2 e C3.

a) Obter as equações na saída;

Saída =

b) Circuito implementado

Figura 3.3

Visto

1 2 3


c) Coloque nas entradas: C0 = 1 Hz; C1 = 10 Hz; C2 = 100Hz;C3 = chave HH.

d) Coloque “leds” nas entradas/saída

Comentarios:

3.4 Implemente a função da figura 3.1 (decodificador 2/4) usando o

CircuiMaker (Lab tipo “Software”)




Figura 3.4

3.5 Implemente a função da figura 3.1 (decodificador 2/4)usando o TINA(Lab tipo “Software”)

3.5.1 Usando chaves HH nas entradas e “led´s” nas entradas/saídas.



Visto

1 2 3

Visto

1 2 3


Figura 3.5

3.5.2 Usando componente “Data Generator” nas entradas BA, o componente“pulse Source” nas entradas “enable” e M, o componente “Voltagen PIn”nas entradas/saídas, realize a simulação do decodificador da figura 3.1 paracondição ideal, ou seja, atrasos de propagação 0



Figura 3.6

3.5.3 Usando o componente “Clock” nos canais de dados, o componente“pulse Source” nas entradas “enable” e M, o componente “Voltagen PIn”nas entradas/saídas, realize a simulação do circuito multiplexador da figura 3.3para condição ideal, ou seja, atrasos de propagação 0




Figura 3.7

3.5.4 Usando o componente “Clock” nos canais de dados, o componente“pulse Source” nas entradas “enable” e M, o componente “Voltagen PIn”nas entradas/saídas, realize a simulação do circuito multiplexador da figura 3.3para condição não ideal, ou seja, atrasos de propagação diferentes de 0.


Figura 3.8

Comentários:


4

Decodificador 74138 Associação de Multiplexadores

Demultiplexadores eComparadores

Equipe de Alunos

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

Objetivos

Ö Promover associação de Decodificadores;

Ö Promover a associação de Multiplexadores;

Ö Geração de funções com Multiplexadores;

Ö Transmissão/recepção entre Multiplexadores e Demultiplexadores;

Ö Acionamento de “Display” e Operar com comparadores.

4.1 Parte Teórica e Pré-relatório

Consultar os ítens 4.1, 4.1.3, 4.3.2, 4.4 e 4.5 do livro texto. Os circuitos dasfiguras 4.1, 4.4, 4.5 e 4.6 fazem parte do pré-relatório.

4.2 Decodificador 74138 (Lab tipo “Hardware”)

Implemente um circuito equivalente a um decodificador com 16 saídas, usandocircuitos 74138, com uma única entrada de controle tipo “enable” que habilitacom nível 0.

a) Desenhe o circuito a ser implementado no espaço reservado para a figura4.1.

b) Coloque chaves do tipo HH nas entradas e “leds” nas entrada/saídas. Testeo circuito.

c) Amplie o circuito para gerar a função: f = S ( 0, 1, 6, 12)

Visto

1 2 3


Figura 4.1

4.3 Decodificador para Sete Segmentos (Lab tipo “Hardware”)

A figura 4.2 apresenta o diagrama do decodificador 7448 que deve ser testadono laboratório.

16

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

8

LT

RB1

B1/R0

0A

0B

0C

0D

0E

0F

0G

5V

16

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

8

LT

RB1

B1/R0

0A

0B

0C

0D

0E

0F

0G

5V

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

LT

RB1

B1/R0

0A

0B

0C

0D

0E

0F

0G

5V

16

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

8

LT

RB1

B1/R0

0A

0B

0C

0D

0E

0F

0G

5V

16

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

LT

RB1

B1/R0

0A

0B

0C

0D

0E

0F

0G

5V

4

3

7

1

2

6

5 14

15

9

10

11

12

13

D

C

B

A

LT

RBI

BI/R0

a

b

c

d

e

f

g

5V

Figura 4.2 Circuito 7448.

a) Coloque chaves do tipo HH nas entradas e “leds” (ou “displays”) nas saídas.

b) Preencha, experimentalmente, a tabela da figura 4.3.

c) Observando o resultado obtido e expresso na tabela da figura 4.3 descrevao funcionamento do circuito. Para que servem as entradas LT e RBI? Qual afunção da saída BI/RO?

Visto

1 2 3


abcdefgabcdefg DisplayDisplayRB1EL RB1EL RB0RB0RB1EL RBILT RB0BI/RB0

1110

1101

1100

1011

1010

1001

1000

0111

0110

0101

0100

0011

0010

0001

0000

DCBA

1110

1101

1100

1011

1010

1001

1000

0111

0110

0101

0100

0011

0010

0001

0000

DCBA DCBA em decimalDCBA em decimal

1110

1101

1100

1011

1010

1001

1000

0111

0110

0101

0100

0011

0010

0001

0000

DCBA

1110

1101

1100

1011

1010

1001

1000

0111

0110

0101

0100

0011

0010

0001

0000

DCBA DCBA em decimalDCBA em decimal abcdefgabcdefg DisplayDisplay

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

0 1

0 0

1

1

0

0

XXXX

XXXX

XXXX

0000

Figura 4.3 Tabela para o circuito 7448.

4.4 Associação de Multiplexadores e Geração de Funções (Lab tipo “Hardware”)

Projete um circuito envolvendo uma associação de multiplexadores 74151 capazde realizar uma função com quatro variáveis (definida pela equipe)

a) Função (forma simplificada) definida pela equipe:

F= S ( )

b) Complete o circuito da figura 4.4 capaz de realizar a função acima.

74151

~W 6

D04D13D22D31D415D514D613D712

A11

C9B10

Y 5

~G7

74151

~W 6

D04D13D22D31D415D514D613D712

A11

C9B10

Y 5

~G7

74151

~W 6

D04D13D22D31D415D514D613D712

A11

C9B10

Y 5

~G7

Figura 4.4 Circuito a ser implementado.

Visto

1 2 3


c) Usando, onde for conveniente, chaves do tipo HH nas entradas e um “led”na saída, teste o circuito.

4.5 Multiplexadores versus Demultiplexador (Lab tipo “Hardware”)Projete e teste um sistema de transmissão e recepção usando multiplexador/demultiplexador comercial.

a) Complete o circuito abaixo:

74151

~W 6

D04D13D22D31D415D514D613D712

A11

C9B10

Y 5

~G7

1

2

3

6

4

5 7

9

10

11

12

13

14

150

1

2

3

4

5

6

7

74318

BIN/OCT

1

2

4

A

B

C

G1

G2A

G2B

&

EN

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

1

2

3

6

4

5 7

9

10

11

12

13

14

150

1

2

3

4

5

6

7

74138

BIN/OCT

1

2

4

A

B

C

G1

G2AG2A

G2BG2B

&

EN

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

1

2

3

6

4

5 7

9

10

11

12

13

14

150

1

2

3

4

5

6

7

74318

BIN/OCT

1

2

4

A

B

C

G1

G2A

G2B

&

EN

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

1

2

3

6

4

5 7

9

10

11

12

13

14

150

1

2

3

4

5

6

7

74138

BIN/OCT

1

2

4

A

B

C

G1

G2AG2A

G2BG2B

&

EN

Y0

Y1

Y2

Y3

Y4

Y5

Y6

Y7

Figura 4.5 Circuito usado.

b) Coloque nas entradas:

D0 = 1 Hz; D1 = 1 Hz; D2 = 10 Hz; D3 = 100 Hz;D4 = 5 V;D5 = 0 V;D6 = 1 Hz; D7 = 10 Hz

c) Coloque “leds” nos canais de dados do multiplexador e nas saídas dodemultiplexador. Varie as entradas de seleção e observe a resposta dodemultiplexador.

Comentários:

4.6 Associando Comparadores (Lab tipo “Hardware”)

Projete e teste uma associação de comparadores para palavras com oito “bits”com uma saída que indique quando uma informação é maior ou igual a outra.

a) Circuito a ser implementado:

Visto

1 2 3

Figura 4.6 Circuito usado.

b) Compare a palavra A com a palavra B. Coloque chaves HH nas entradas A3,A2, A1, A0, B3, B2, B1, B0, A<B, A=B e A>B. Coloque “Leds” nas saídas eteste o circuito.

c) Varia os níveis nas entradas A<B, A=B e A>B (pinos 2, 3 e 4 do circuito adireita). Comente sobre o efeito destas mudanças.

Comentário:

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

15 13 12 10 1 14 11 9

S1 S2 S3

2

3

4

5V

A3 A2 A1 A0 B3 B2 B1 B0

AB

8567AB

74LS8516

Visto

1 2 3


4.7 Multiplexadores versus Demultiplexador usando TINA (Lab tipo “Software”)




Figura 4.7

4.8.2 Usando o componente “Data Generator” nas entradas e “Voltagen PIn” nasentradas/saídas realize a simulação para condição ideal, ou seja, atrasos depropagação 0



Figura 4.8

Visto

1 2 3


5

Circuitos Aritméticos

Equipe de Alunos

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

Objetivos

Ö Implementar Circuitos Arittméticos Básicos

Ö Projeto de uma Unidade Lógica e Aritmética

5.1 Parte Teórica e Pré-relatório (Lab tipo “Hardware”)

Consultar os ítens 5.1, 5.2 e 5.3 do livro texto. Os circuitos das figuras 5.1 e5.2 fazem parte do pré-relatório.

5.2 Somador para três “bits” (Lab tipo “Hardware”)

Implemente, com portas lógicas, um somador de palavras, cada uma comtrês “bits”.

5.2.1 Circuito a ser implementado

Figura 5.1

Visto

1 2 3


5.1.2 Coloque chaves do tipo HH nas entradas e “leds” nas entradas/saídas.

5.1.3 Teste o circuito para valores diferentes nas entradas.

5.2 Somador/subtrador em complemento de dois

(Lab tipo “Hardware”)

Implemente um somador/subtrator para palavras com 8 “bits” usando ointegrado 7483.

5.2.1 Circuito a ser implementado

Figura 5.2

5.2.2 Coloque chaves nas entradas e “displays” nas entradas/saídas.

5.2.3 Teste o circuito para valores diferentes nas entradas.

5.3 Projeto de unidade lógica e Aritmética com Cicuitmaker

(Lab tipo “Software”)

Projete uma pequena unidade lógica e aritmética para palavras (A e B),cada uma com dois “bits”, capaz de executar: A seguir, implemente umamacro para o circuito.

a) A mais Bb) A . Bc) A+Bd) A mais 1

Visto

1 2 3

Visto

1 2 3


6

“Latches” e “Flip-Flops”

Equipe de Alunos

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

1.

2.

3.

Nome dos Alunos

Data:

NOTA

Objetivos

Ö Implementar circuitos sequenciasi básicos, tais como, “Latches” e “Flip-

flops” D;

Ö Manipular “Flip-Flops”JK;

Ö Implementar uma trava eletrônica;

6.1 Parte Teórica e Pré-relatórioConsultar os ítens 6.3, 6.4 e 6.5 do livro texto. Os circuitos das figuras 6.1,6.2, 6.3 fazem parte do pré-relatório.

6.2 “Latch e Flip-flop D” (Lab tipo “Hardware”)

6.2.1 Implemente com portas lógicas um circuito Latch D com entradas “SET” e“RESET”. Use chaves e “leds” onde julgar necessário. Verifique o funcionamento ecompare com as informações constantes no livro texto.

Circuito a ser usado:

Figura 6.1

Visto

1 2 3


6.2.2 Implemente com portas lógicas um circuito “Flip-Flop” D com entradas “SET”e “RESET”. Use chaves e “leds” onde julgar necessário. Verifique o funcionamento ecompare com as informações constantes no livro texto.

Circuito usado:

Figura 6.2

6.3 “Flip-flop JK” (Lab tipo “Hardware”)

Implemente com portas lógicas um circuito FLIP-FLOPJK EDGE-TRIGGERED. Usechaves e “leds” onde julgar necessário. Verifique o funcionamento e compare comas informações constantes no livro texto

Circuito usado:

Figura 6.3

Visto

1 2 3


6.4 Trava Residencial - (Lab tipo “Hardware”) e (Lab tipo “Software” comCircuitmaker)

Projete o circuito do exercício proposto 6.20 (abertura de porta) constante no livrotexto para um código de abertura definido pela equipe. Use os circuitos 7474 e7476.

Circuito usado:

Figura 6.4

Visto

1 2 3


7

Registradores-

Somador Serial

Objetivos

Ö Diferenciar registradores seriais e paralelos;

Ö Manipular Registradores seriais;

Ö Manipular Registradores Paralelos;

7.1 Parte Teórica e Pré-relatórioConsultar os ítens 7.1 e 7.2 do livro texto. Os circuitos das figuras 6.1, 6.2,6.3 e 6.5 fazem parte do pré-relatório.

7.2 Circuitos 7495 (Lab tipo “Hardware”)

Usandos chaves do tipo HH e “leds” para monitoramente, opere o circuito 7495 naforma série e paralelo.

Circuito:

(a) (b)

Figura 7.1 (a) Circuito usado no modo série; (b) Circuito usado no modo paralelo.

7.2 Transferência Série (Lab tipo “Hardware”)

Usando a figura 7.2, promova a transfêrencia série do conteúdo do REG A para oREG B.

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

Visto

1 2 3


Circuito:

Figura 7.2

7.3 Transferência Paralela (Lab tipo “Hardware”)

Usando a figura 7.3, promova a transfêrencia série do conteúdo do REG A para oREG B.

Circuito:

Figura 7.3

7.4 Somador Serial (Lab tipo “Hardware”)

Monte e teste um circuito somador de quatro “bits” do tipo serial com base nodiagrama da figura 7.4.

No somador do tipo serial as palavras a serem somadas são armazenadasem registradores tipo série (REG1 e REG2).

A seguir, os “bits” menos significativos são somados e o resultadoarmazenado no registrador serial (REG3).

Um pulso na entrada “clock” deve ser aplicado deslocando asinformações dos três registradores para a direita. Uma nova soma érealizada entre os novos “bits “ menos significativos.

O processo é repetido até que todos os “bits” das informaçõessejam somados.

Use os integrados 7483, 7495, 7474, 7447, monitore com “leds”todas as saídas dos registradores.

O circuito 7483 corresponde a um somador paralelo. No caso estásendo usado como somador completo. Portanto, é preciso ter cuidadona definição das entradas e saída a serem usadas.

REG 2

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

REG 1

REG 2

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

REG 1

Visto

1 2 3

Entrada Série

Clock

REG A(série)

Saída Série

Entrada Série

Clock

REG B(série)

Saída Série

Entrada Série

Clock

REG S(série)

Saída Série

Somador

A

B

Cin

Flip-Flop D

Q D

<

Clock

Cout

S

Figura 7.4

Circuito a ser implementado:

Figura 7.5

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

D Q_Qx

“Clock”

7495

QA QB QC QD

S

CP1

CP2

Ds

Terra

Vcc14 13

6

9

8

1

>

>

7

12 11 10

Da

2 3 4 5

Db Dc Dd

A4 A3 A2 A1 B3 B2 B1

74LS83

B4

Cin

A4 A3 A2 A1 B3 B2 B1

74LS83Cout

B4

S4 S3 S2 S1

Visto

1 2 3


8

Contadores

Objetivos

Ö Diferenciar contadores Assíncronos dos Síncronos;

Ö Projetar Divisors de Frequência;

Ö Projetar Temporizadores e Medidores de frequência.

8.1 Parte Teórica e Pré-relatórioConsultar o capítulo 8 do livro texto nos pontos pertinentes ao labsugerido. Os circuitos das figuras 8.4, 8.5, 8.8 fazem parte do pré-relatório.

8.2 Contador up/down assíncrono (Lab tipo “Software”)

Implemente com Circuitmaker um contador binário up/down assíncrono com5 “bits” usando JK. Use o Sequenciador de Dados na entrada Clock, entradasdo Osciloscópio nas entradas de controle, do Clock e nas saídas. Monitoreas saídas com “Display”.

Circuito simulado e resultados:

Figura 8.1

Visto

1 2 3


8.3 Divisor com JK (Lab tipo “Software”)

Implemente um divisor por N (definido pela equipe) maior do que 120, usandoCircuitmaker. Use o Sequenciador de Dados na entrada Clock, entradas doOsciloscópio nas entradas de controle, do Clock e nas saídas. Monitore assaídas com “Display”.

Circuito simulado e resultados:

Figura 8.2

8.4 Contador Síncrono (Lab tipo “Software”)

Implemente um contador síncrono com 3 “bits” que siga uma sequência definidapela equipe e igual a:

Simplificações: com Karnaugh:

Visto

1 2 3

Visto

1 2 3


Equações das entradas J’s e K’s:

Figura 8.3


8.5 Divisor programável por N (Lab tipo “Hardware”)Implemente um divisor programável por N (com dois dígitos), onde N deve ser definidoatravés de chaves do tipo HH. Use os circuitos 74190 e 7485.

8.5.1 Circuito usado:

Figura 8.4

8.5.2 Medir a frequência na saída do comparador e na saída do contador que fornece f/N. Use uma frequência de “Clock” igual a 10 KHz.

Resultados:

Visto

1 2 3


8.6 Parada programável (Lab tipo “Hardware”)

Modifique o circuito anterior de tal forma que o contador estacione num valor N definidonas chaves. Ao atingir o valor N, o contador pára acionando um bloco sonorizado e ocircuito com relé, ambos disponíveis no laboratório.

O circuito deve possuir uma entrada de controle para garantir uma condição inicial zero.

Circuito usado:

Figura 8.5

8.7 Circuito 555 (Lab tipo “Software”)

Projete um oscilador com 555 que oscile numa frequência (entre 10 Hz e 50 HZ) definidapara cada equipe de alunos.

8.7.1 Frequência escolhida pela equipe:8.7.2 Valores dos componentes: RA = RB= C=

Visto

1 2 3


Circuito usado:

Figura 8.6

Resultados:

Figura 8.7

Visto

1 2 3


8.8 Relógio Digital (Lab tipo “Hardware”)

Projete os estágios de horas e minutos de um relógio digital, com possibilidade de acertopor dígito, usando circuitos 74190.


Figura 8.8

Visto

1 2 3


8.9 Frequencímetro Digital (Lab tipo “Hardware”)

Projete um frequencímetro com com três estágio conforme é descrito no livrotexto. Use os integrados 74190, 7476, portas lógicas, 74121, 74151 e 74138.


Figura 8.9

Visto

1 2 3


8.10 Medidor de Períodol (Lab tipo “Software”)

Implemente um medidor de período usando o TINA.

Circuito usado:

Figura 8.10

Visto

1 2 3


9

“Memória a Semicondutor”

ObjetivoNeste laboratório os alunos implementarão um banco de memória.

9.1 Parte Teórica e Pré-relatórioConsultar o capítulo 9 do livro texto nos pontos pertinentes ao lab sugerido.Não tem pré-relatório.

9.2 Memória RAM com 2K x 16 (Lab tipo “Software”)

Usando o “Software” CIRCUITMAKER implemente um circuito equivalente a umamemória com 2k x 16 partindo da memória de 1K byte constante co Circuimaker. Usechaves, “leds” e “displays” onde julgar necessário para proceder a leitura e oarmazenamento de dados.

Circuito:

Figura 9.1

9.3 Memória RAM com 2K x 16 (Lab tipo “Software”)

Usando o “Software” CIRCUITMAKER implemente um circuito com uma chave departida (“start” ) que promova o armazenamento de números pares e sequenciaisnuma memória RAM com 1K bytes. Ou seja, no endereço 00 H deve ser armazenado00H, no endereço 01H deve ser armazenado o número 02H, no endereço 02H deveser armazenado 04H, e assim por diante. Use chaves, “leds” e “displays” onde julgarnecessário para proceder a leitura e o armazenamento de dados.

Visto

1 2 3


Circuito usado:

9.4 MEMÓRIA ROM (Lab tipo “Software”)

Usando o CIRCUITMAKER e a PROM com 32x8 disponível no “Software”projete um decodificador para sete segmentos similar ao 7448.

Visto

1 2 3

Visto

1 2 3

roteiro de laboratÓrio - joinville.udesc.br´nica digital - laboratório 419 Índice 1....

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