Prof. Michael

ELETRÔNICA DIGITAL

Parte 4Funções Lógicas - Circuitos Integrados

Professor Dr. Michael Klug

1

• George Boole (1854): “Uma investigação das Leis do Pensamento”– modo como tomamos decisões lógicas com base em circunstâncias

verdadeiras ou falsas

ALGEBRA BOOLEANA

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• Níveis Lógicos: 0 /1, Low/High, Baixo

• Portas Lógicas: – blocos fundamentais a partir dos quais todos os outros

circuitos lógicos e sistemas digitais são construídos

• Síntese de Circuitos Lógicos:– Ferramenta de projeto usada para que um circuito lógico

produza uma relação entrada/saída desejada

NÍVEIS LÓGICOS

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Lógico 0 Lógico 1Falso Verdadeiro

Desligado LigadoBaixo AltoNão Sim

Aberto Fechado

3

• Considerações iniciais– Circuito elétrico

• Bateria Bat• Chave A• Lâmpada L

– Nível lógico 1

– Nível lógico 0

FUNÇÕES LÓGICAS

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• TABELA VERDADE: indica o nível lógico da(s) saída(s) de acordo com o nível lógico da(s) entrada(s).

• Entrada: Chave A• Saída: Lâmpada L

FUNÇÕES LÓGICAS

Tabela Verdade

Entrada (A) Saída (L)

Variações possíveisda entrada

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• Acrescentando mais uma chave (B), qual a tabela verdade do circuito?

FUNÇÕES LÓGICAS

0001

Quando a Chave A E a Chave B estiverem ligadas(1) a Lâmpada L liga (1)

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• FUNÇÃO AND (E):

FUNÇÕES LÓGICAS

0001

SÍMBOLO

Expressão L = A . B

Circuito elétrico equivalente

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• FUNÇÃO AND (E):• Exemplo da utilização:

• L irá ligar (1) somente se as duas chaves A e Bestiverem em nível lógico 1.

FUNÇÕES LÓGICAS

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Linguagens de Descrição de Hardware

• HDL: Hardware Description Languages – metodologiaalternativa aos esquemáticos para descrição de circuitosdigitais (Departamento de Defesa dos USA – 1980)Verilog e VHDL

•VHDL – Very High Speed Integrated Circuit HardwareDescription Language.

•AHDL – Altera Hardware Description Language.• Padrão IEEE -> IEEE 1076-2008

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Linguagens de Descrição de Hardware

O VHDL usa uma sintaxe (ordem dos elementos) similar aoPascal.

A Formatação está relacionada com a definição de entradas,saídas (portas) e operações dos diferentes elementos.

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Nome do blocoEntradas esaídas

Operações contidas entre BEGIN e END

DOCUMENTAÇÃO

ENTRADAS E SAÍDAS

DESCRIÇÃOFUNCIONAL

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• FUNÇÃO OR (OU):

FUNÇÕES LÓGICAS

0111

SÍMBOLO

Expressão L = A + B

Circuito elétrico equivalente

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• FUNÇÃO NOT (Inversora - NÃO):

FUNÇÕES LÓGICAS

SÍMBOLOExpressão L = A

Circuito elétrico equivalente

Lê-se L é igual a A barrado

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• FUNÇÃO NAND (NÃO E):

FUNÇÕES LÓGICAS

1110

SÍMBOLO

Expressão L = A . B

L= A . B L= 0 . 0 L= 0 L= 1

Linha 1

L= A . B L= 0 . 1 L= 0 L= 1

Linha 2

L= A . B L= 1 . 0 L= 0 L= 1

Linha 3

L= A . B L= 1 . 1 L= 1 L= 0

Linha 4

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• FUNÇÃO NOR (NÃO OU):

FUNÇÕES LÓGICAS

1000

SÍMBOLO

Expressão L = A + B

L= A + B L= 0 + 0 L= 0 L= 1

Linha 1

L= A + B L= 0 + 1 L= 1 L= 0

Linha 2

L= A + B L= 1 + 0 L= 1 L= 0

Linha 3

L= A + B L= 1 + 1 L= 1 L= 0

Linha 4

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• FUNÇÃO XOR (OU EXCLUSIVO):

FUNÇÕES LÓGICAS

0110

SÍMBOLO

Expressão L = A.B + A.BA

BL

Expressão L = A B

L= A.B + A.BL= 0.0 + 0.0 L= 1.0 + 0.1L= 0 + 0L = 0

Linha 1

L= A.B + A.BL= 0.1 + 0.1 L= 1.1 + 0.0L= 1 + 0L = 1

Linha 2

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• FUNÇÃO NXOR (OU EXCLUSIVO NEGADO):

FUNÇÕES LÓGICAS

1001

SÍMBOLO

Expressão L = A.B + A.BAB L

Expressão L = A B

L= A.B + A.BL= 0.0 + 0.0 L= 1.0 + 0.1L= 0 + 0L = 0L = 1

Linha 1

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• Para nossa aplicação, o circuito integrado é odispositivo que acondiciona as portas lógicas,formados por transistores em pastilhas de materialsemicondutor

CIRCUITO INTEGRADO

Exemplo de um CI 74LS32 (OR)

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IDENTIFICAÇÃO DOS PINOS (modelo DIP)

CIRCUITO INTEGRADO

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Principais Famílias Lógicas

Prof. Michael19

Famílias Lógicas

Prof. Michael20

Versões de Circuitos - TTL

Prof. Michael21

Versões de Circuitos - CMOS

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DATASHEETS:

PORTA LÓGICA AND: 7408 (TTL) ; 4081 (CMOS)

Exemplo

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Escalas de Integração

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TTL X CMOS

CIRCUITO INTEGRADO

kΩ kΩ

kΩ

Ω

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TTL X CMOS

18 V

CIRCUITO INTEGRADO

SEMPRE VERIFICAR A ESPECIFICAÇÃO DO FABRICANTEEM RELAÇÃO A ALIMENTAÇÃO DO CHIP UTILIZADO

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EXEMPLOS DE CIRCUITOS

7408 7432

74047400 7402

7486Prof. Michael

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Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)

CIRCUITO INTEGRADO

CAP. 8 – TOCCI e WIDMERhttp://www.alldatasheet.com/Prof. Michael

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Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)

CIRCUITO INTEGRADO

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Folha de Especificação SN74XX00 (DATASHEET)

CIRCUITO INTEGRADO

SN 7400 SN 74LS00 SN 74S00

740074S0074LS0074AS0074ALS0074F00

Série TTL SN74XX00

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Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)

CIRCUITO INTEGRADO

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Folha de Especificação SN7400 (DATASHEET)

CIRCUITO INTEGRADO

tPLH – Tempo de atraso do nívellógico 0 para 1 (Low High)

tPHL – Tempo de atraso do nívellógico 1 para 0

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Diagrama de Temporização é um gráfico que apresenta com precisão a relação temporal de duas ou mais formas de onda.Exemplo: Na figura abaixo temos as curvas de entrada de uma porta AND ideal, complete a curva de saída. Não foi considerado o atraso característico na resposta do componente.

DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO

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DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO

Exercício 1: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.

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DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO

Exercício 2: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.

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DIAGRAMA DE TEMPORIZAÇÃO

Exercício 3: Complete o Diagrama de Temporização comas curvas dos pontos L1, L2 e L3. Considere as portaslógicas ideais, sem atrasos.

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• Tocci e Widmer.Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações;

• Floyd. Sistemas Digitais. Fundamentos e Aplicações;

• Idoeta e Capuano. Elementos de Eletrônica Digital

• Mairton. Eletrônica Digital. Teoria eLaboratório

• www.alldatasheet.com• Notas de aula. Professor Stefano

REFERÊNCIAS

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