Gs 0903 Combinacionais v0

Eletrônica Digital

Prof. Gilson Yukio Satosato[at]utfpr[dot]edu[dot]br

Circuitos Combinacionais

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A saída de um circuito combinacionaldepende somente da sua entrada

Circuito Combinacional

Entrada Saída

Circuitos SeqüenciaisA saída de um circuito seqüencial depende

da sua entrada e do seu estado interno

Circuito Seqüencial

Entrada Saída

Estado Interno


• Exemplos– Encoder e Decoder

– Transcoder ou Conversor de Código– Mux e Demux

– Somador– Comparador

Circuitos Seqüenciais

• Exemplos– Flip-flops– Registradores: paralelo/paralelo,

paralelo/série, série/paralelo, série/série

– Contadores: síncronos e assíncronos– Memórias semicondutoras

Decoder / Decodificador

O decodificador é um circuito que ativa a saída correspondente ao número binário presente na

entrada

Decodergenérico n x m ou 1 de m

A0A1A2

An-1

O0O1O2

Om-1

N entradas

M saídas

Decoder 2x4 ou 1 de 4

0 0 0 10 00 11 01 1

A1 A0 O3 O2 O1 O0

0 0 1 00 1 0 01 0 0 0

A0

A1

1

2

O0

O1

O2

O3

1

2

0

3

x/y0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1


0 0 0 10 00 11 01 1

A1 A0 O3 O2 O1 O0

0 0 1 00 1 0 01 0 0 0

O0

O1

O2

O3

&

&

&

&

1

1

A0

A1

A0A0 A1 A1

0

01

1

1

0

1

0

0

0


(Tocci et al., 2007)

Habilitação / Enable• A entrada de HABILITAÇÃO/ENABLE

serve para controlar a operação de um circuito– O pino de Enable permite (habilita) ou impede

(desabilita) a operação do circuito

– Exemplo: no caso dos decoders vistos atéagora, ao desabilitá-los fazemos com que as saídas fiquem sempre em “0”.

Decoder com pino de Enable

A0

A1

1

2

O0

O1

O2

O3

1

2

0

3

x/y

ENABLEEN

0 0 0 10 X X1 0 01 0 11 1 01 1 1

EN A1 A0 O3 O2 O1 O0

0 0 1 00 1 0 01 0 0 0

0 0 0 0

0

0

0

0

0

Decoder com pino de Enable

O0

O1

O2

O3

&

&

&

&

1

1

A0

A1

A0A0 A1 A1

ENABLE

0

0

0

0

0

74xxx139

1 1 1 01 X X0 0 00 0 10 1 00 1 1

E A1 A0 O3 O2 O1 O0

1 1 0 11 0 1 10 1 1 1

1 1 1 1A0

A1

1

2

O0

O1

O2

O3

1

2

0

3

x/y

E EN

74xxx139

O0

O1

O2

O3

&

&

&

&

1

1

A0

A1

A0A0 A1 A1

E 1

74xxx138

x/y

EN&

124

1

2

0

34

5

6

7

E3E2E1

A0A1A2

O0O1

O2

O3O4

O5O6O7


74xxx138

1 X X X X XX 1 X X X XX X 0 X X X0 0 1 0 0 00 0 1 0 0 10 0 1 0 1 00 0 1 0 1 10 0 1 1 0 00 0 1 1 0 10 0 1 1 1 00 0 1 1 1 1

E1 E2 E3 A2 A1 A0 O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0

1 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1

1 1 0 1 1 1 1 1

1 1 1 1 0 1 1 11 1 1 0 1 1 1 1

1 0 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 0 1 1

74xxx138


Exercício

Para o circuito abaixo:

a) Qual saída é ativada quando a entrada é F2h? B2h? EAh? 82h? 19h?

b) Qual a entrada para ativar as saídas O6’? O14’? O17’? O26’?


Decoder BCD p/ decimal 74xxx42


74xxx42

(Philips)

74xxx42


Encoder / Codificador

O codificador é um circuito que fornece na saída o número binário correspondente à entrada

ativada. Somente uma entrada pode estar ativa.

Encodergenérico n x m

A0A1A2

An-1

O0O1O2

Om-1

N entradas

M saídas

Codificador 8 para 3


Codificador com Prioridade

• O codificador com prioridade elimina uma desvantagem do codificador padrão.

• No codificador com prioridade, mais de uma entrada pode ser ativada ao mesmo tempo.

• A saída é o código da entrada de número mais alto

74xxx147

(Tocci et al., 2007)(Philips)

74xxx147


74xxx147

(Philips)

74xxx147

Exemplo de utilização

Codificador de chaves decimal para BCD


Conversores de Código• Conversores de código ou

transcodificadores– Converte o código de entrada no código de

saída

– Exemplo: conversor BCD para 7 segmentos

74HC4511 - Blocos

Driver - Para aumentar a corrente de saída

- Símbolo: (ST)

74HC4511LT’ = Lamp Test

Acende todos segmentos

BI’ = Blank Input

Apaga todos segmentos

LE = Latch Enable

Armazena o dado de entrada presente quando da subida do LE

(ST)

74HC4511

(ST)

74HC4511 - Aplicação

(ST)

Multiplexação

CD

FM

K7

AMP

Seleção

Multiplexação

(Vahid, 2008)

Multiplexador (Mux)


Multiplexador de 2 entradas



(Vahid, 2008)

74xxx157


74xxx157


74xxx157

G1 = Entrada de Seleção

Se “0” deixa passar para as saídas as entradas marcadas com 1’

Se “1” deixa passar para as saídas as entradas marcadas com 1

EN = Entrada de Habilitação

Se “0” habilita o funcionamento do circuito

Se “1” desabilita o circuito e as saídas ficam sempre em “0”

(Philips)



Mux genérico 4 para 1

A0

A1

0

1

I0

I1

I2

I3

1

2

0

3

MUX

S

G 03

I0I1I2I3

0 00 11 01 1

A1 A0 S

Mux de 8 entradas 74xxx151


74xxx151EN = Entrada de Habilitação

Se “0” habilita o funcionamento do circuito

Se “1” desabilita o circuito, a saída fica sempre em “0” e saída complementada fica em “1”

G = Entradas de Seleção

As três entradas marcadas com G funcionam como um decodificador. Entra o octal que decodificado gera sinais de G0...G7. Esses sinais definem qual entrada vai para saída

(Philips)

74xxx151


Exemplo• Implementando funções lógicas usando

um multiplexador usando um 74HC151


Exemplo• Implementando funções lógicas usando

um multiplexador 4 para 1 genérico

A

B

0

1

0

C

1

2

0

3

MUX

S

G 03

1C

1C


Exemplo• Implementan

do um mux16x1 usando mux 8x1


Exercício

• Implemente as seguintes funções lógicas usando CIs74HC151

10011110

000001010011100101110111

CBA S01010110

000001010011100101110111

CBA S11001110

000001010011100101110111

CBA S

Exercício

• Implemente as seguintes funções lógicas usando muxgenéricos 4 para 1

10011110

000001010011100101110111

CBA S01010110

000001010011100101110111

CBA S11001110

000001010011100101110111

CBA S

Exercício

• Implemente um mux 8x1 usando muxgenérico 4x1

• Utilizando somente CIs 74HC157 e portas inversoras implemente um mux4x1

Demultiplexador (Demux)


Demux 1x4 genérico

D 0 0D 0 1D 1 0D 1 1

D A1 A0 O3 O2 O1 O0

0 0 0 D0 0 D 00 D 0 0D 0 0 0

A0

A1

O0

O1

O2

O3

1

2

0

3

DX

D

0

1G03

Demux 1x4 genérico

O0

O1

O2

O3

&

&

&

&

1

1

A0

A1

A0A0 A1 A1

D

Demux 8x1 genérico


74138 como demux

• O 74138 pode ser usado como demux

• O dado de entrada é o resultado E3E2’E1’

x/y

EN&

124

1

2

0

34

5

6

7

E3E2E1

A0A1A2

O0O1

O2

O3O4

O5O6O7

Seleção

Dado

74138 como demux

x/y

EN&

124

1

2

0

34

5

6

7

“1”D“0”

A0A1A2

O0O1

O2

O3O4

O5O6O7

Seleção

74138 como demux - símbolo

DX

&

1

2

0

34

5

6

7

D2D1D0

A0A1A2

O0O1

O2

O3O4

O5O6O7

Seleção

Dado

07

0

2G

Mux + Demux


Mux + Demux


Exercício

• Como podemos usar o 74139 como demux?

• Projete um circuito que usando o CIs74139 e portas lógicas funcione como um demux 1x8

Exercício

• Qual a função lógica desse circuito?

• O que ocorreria se S1=0 e S0=1 ?


Exercício

• Levante a tabela verdade desse circuito


Comparador

• Compara dois números binários. Suas saídas indicam se os números são iguais ou qual é o maior deles.

• Ex: A=1001 e B=0111 → S= A>B• Ex: A=1001 e B=1100 → S= A<B• Ex: A=1000 e B=1000 → S= A=B

Comparador 74HC85


Comparador 74HC85


Comparador 74HC85

Exemplo

Comparando duas palavras (A e B) de quatro bits


Cascateamento


Exercício

Qual a função desse circuito ?

(Philips)

Exercício

Qual a função desse circuito ?

(Philips)

Soma binária

(Vahid, 2008)

Meio-Somador

(Vahid, 2008)

Somador Completo

(Vahid, 2008)

Soma binária

(Vahid, 2008)

Somador 74HC283

(Tocci et al., 2007)(Philips)

Cascateamento


ULA

• ULA = Unidade Lógico Aritmética– Operações lógicas: OU, E, XOR,

complemento, etc. – Operações aritméticas: soma, subtração,

multiplicação, incremento, etc.

• Usada em microprocessadores e microcontroladores

ULA – 74HC382


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