MODELO de TRABALHOS ACADMICOS

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Experimento de Laboratrio: Circuitos Combinacionais (Semforos)Alexandre Lopes

Gustavo Jos Rodrigues IracemaPaulo Eduardo AlvesRicardo SoaresPatos de Minas, 7 de Novembro de 2013Alexandre LopesGustavo Jos Rodrigues Iracema

Paulo Eduardo Alves

Ricardo SoaresExperimento de Laboratrio: Circuitos Combinacionais (Semforos)

Relatrio tcnico apresentado como Requisito Parcial para obteno de nota e aprovao na disciplina de Sistemas Digitais ministrada pelo Prof. Fabrcio Parra no curso de Engenharia Eltrica da Faculdade Patos de Minas.Faculdade Patos de Minas - FPMPatos de Minas, 7 de Novembro de 2013RESUMO

Avanando no estudo da disciplina de Sistemas Digitais em sala de aula, deu-se incio ao estudo dos Circuitos Combinacionais. Tendo a teoria do contedo em mente e a fim de realizar mais um experimento proposto pelo professor em sala de aula, apresentaremos a seguir os resultados obtidos nos experimentos de laboratrio para a projeo de um circuito lgico combinacional de um sistema de semforos de quatro tempos utilizando equaes Booleanas obtidas atravs dos mapas de Karnaugh.Palavras-chave: sistemas, circuitos, combinacionais, conjunto, portas lgicas, sadas, entradas, equaes Booleanas, Karnaugh.SUMRIO1 - INTRODUO.......................................................................................... 42 - DESENVOLVIMENTO............................................................................ 5 2.1 OBJETIVO GERAL.............................................................................. 5

2.1.1 OBJETIVO ESPECFICO ................................................................. 53 - METODOLOGIA................................................................................... 5

3.3 PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS............................................. 5 3.4 RESULTADOS..................................................................................... 84 - DESENHO ESQUEMTICO DA SADA SIMPLIFICADA............ 95 - FOTO DO EXPERIMENTO PRTICO............................................. 106 - CONCLUSES........................................................................................ 11 1 - INTRODUO

O experimento a seguir abordar as caractersticas de um circuito combinacional, tal como seu funcionamento e, conforme a teoria aplicada em sala de aula, obteremos as equaes Booleanas atravs dos mapas de Karnaugh. Um circuito combinacional constitudo por um conjunto de portas lgicas as quais determinam os valores das sadas diretamente a partir dos valores atuais das entradas. Podemos dizer que um circuito combinacional realiza uma operao de processamento de informao a qual pode ser especificada por meio de um conjunto de equaes Booleanas. No caso, cada combinao de valores de entrada pode ser vista como uma informao diferente e cada conjunto de valores de sada representa o resultado da operao. Na Figura 1 a seguir, podemos observar como sero feitos os procedimentos para a construo de um circuito lgico:

Seguindo os procedimentos descritos na Figura 1, dependendo do projeto, o circuito lgico poder apresentar diversas variveis de entrada e possuir vrias sadas, como mostrado na Figura 2 abaixo:

2 - DESENVOLVIMENTO

2.1 - OBJETIVO GERALResolver o problema lgico com o auxlio do mapa de Karnaugh e implementar o circuito lgico simplificado capaz de executar a tarefa proposta.

2.2 - OBJETIVO ESPECFICODesenvolver, de forma simplificada, um sistema de controle automtico de semforos no entroncamento de 4 vias, obedecendo as regras de prioridades propostas.3 - METODOLOGIA3.3 - PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAISA anlise do problema props o controle utilizando 4 variveis de entrada com dois estados distintos: verde e vermelho.Atravs destes dados, obedecemos 5 regras propostas de prioridade para a abertura dos semforos necessrios para completar a Tabela Verdade (Tabela de Karnaugh). Adotamos as seguintes convenes para a anlise do problema;

1 - Presena de carros na rua = nvel 1;2 - Ausncia de carros na rua = nvel 0;3 - Semforo verde = nvel 1;4 - Semforo vermelho = nvel 0;A seguir, segue a Tabela Verdade:ABCDSaSbScSd

0000XXXX

00010001

00100010

00110010

01000100

01010001

01100100

01110010

10001000

10011000

10101000

10111000

11001000

11011000

11101000

11111000

Aps preenchermos a tabela verdade obedecendo as prioridades propostas, iremos obter atravs do mapa de karnaugh a equao simplificada para cada sada, sendo as mesmas apresentadas abaixo:SaC.DC.DC.DC.D

A.BX000

A.B0000

A.B1111

A.B1111

Sa = ASaC.DC.DC.DC.D

A.BX000

A.B1001

A.B0000

A.B0000

Sb = A.B.C

SaC.DC.DC.DC.D

A.BX011

A.B0010

A.B0000

A.B0000

Sc = A.C.D + A.B.DSaC.DC.DC.DC.D

A.BX100

A.B0100

A.B0000

A.B0000

Sd = A.C.D

3.4 - RESULTADOS A partir dos dados obtidos com a simplificao do mapa de Karnaugh, montamos o circuito abaixo no protoboard utilizando os CIs 7408,7432 e 7404 simulando todas as alternativas de entrada para verificarmos se realmente as prioridades estabelecidas estavam sendo obedecidas.

Assim, verificamos que as simplificaes estavam de acordo com a teoria abordada, sendo a tabela verdade comprovada atravs da simulao na maleta didtica com representao do sinais de led na sada do sinal esperado. 4 - DESENHO ESQUEMTICO DA SADA SIMPLIFICADA 5 - FOTO DO EXPERIMENTO PRTICO

6 - CONCLUSOConforme estudado e comprovado pelo experimento feito em laboratrio, foi possvel resolver o problema lgico proposto com o auxlio de um mapa de Karnaugh, simulando uma situao aparentemente real. Foi possvel observar um resultado prtico envolvendo a aplicao de teoremas de lgebra booleana, necessrios para simplificao de expresses lgicas, conceitos exclusivamente tericos.

As sadas dos mapas de Karnaugh, apesar de fornecerem um resultado simplificado, baseado no agrupamento de bits, no apresenta-os da forma mais simplificada. Aplicando teoremas de lgebra, vimos que possvel tornar a expresso lgica obtida mais simples.

Uma vez que se utiliza conceitos tericos para se chegar em um resultado prtico, podemos concluir que so eficazes e verdadeiros tais conceitos se o resultado prtico apresentar sucesso. Obtivemos um resultado satisfatrio, podemos concluir serem eficazes e verdadeiros os conceitos tericos aplicados tais como as propriedades e teoremas de lgebra booleana utilizados e o Mapa de Karnaugh como um dispositivo para simplificar e obter expresses lgicas para uma determinada situao.

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