Laboratorio de Sistemas Digitais

ENGENHARIA DE COMPUTAÇÃO

LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS

Profa Márcia Gorett Ribeiro Grossi Setembro - 2007

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LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS

CARGA HORÁRIA CRÉDITOS NATUREZA Teoria Prática Total

– 30 30 2 Obrigatória

PRÉ-REQUISITOS CO-REQUISITOS

Sistemas Digitais OBJETIVO: Proporcionar ao aluno a prática em laboratório de projetos e desenvolvimentos de circuitos e sistemas digitais combinacionais e seqüenciais.

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AULA PRÁTICA No 01: Apresentação do Laboratório e

Portas Lógicas AND, OR, NOT, NAND e NOR

OBJETIVOS: Verificar o funcionamento das portas Lógicas AND, OR, NOT, NAND e NOR, através do software EWB ATIVIDADES: 1) Identifique e registre as pinagens dos circuitos integrados (CI) 7408, 7432, 7404, 7400 e 7402

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2 - Monte os circuitos abaixo e levante suas tabelas -verdade. a)

Tabela - Verdade A B S 0 0 0 1 1 0 1 1

b)


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c)


d)

Tabela - Verdade

A B S 0 0 0 1 1 0 1 1

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e)

Tabela - Verdade A S 0 0 1 1

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AULA PRÁTICA No 02: Portas Lógicas a Diodo

OBJETIVO: ü Comprovar o funcionamento das portas lógicas internamente, com circuitos a diodo. ATIVIDADES: Para os circuitos baixo, faças a partes teórica e prática:

I - PARTE TEÓRICA: 1 - Conforme os valores de tensão apresentados na tabela abaixo para as entradas A e B, Calcule Vsaída para os circuitos das figuras a) e b).

A B Vsaída 0V 0V 0V +5V

+5V 0V +5V +5V


+5V 0V +5V +5V

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II - PARTE PRÁTICA : 1 - Monte o circuito da figura a) e preencha a tabela abaixo:


+5V 0V +5V +5V

2 - Monte o circuito da figura b) e preencha a tabela abaixo:


+5V 0V +5V +5V

3 - Preencha a tabela verdade para o circuito a) conforme a tabela obtida no item 1; e para o circuito da figura b) conforme tabele obtida no item 2.

A B Vsaída A B Vsaída

4 - De acordo com a tabela verdade, dê o nome da porta lógica que cada circuito representa.

Tabela Verdade da figura a) Tabela Verdade da figura b)

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AULA PRÁTICA No 03:

Circuitos Lógicos

OBJETIVO: ü Construir portas lógicas de várias entradas a partir de portas lógicas de duas entradas. ATIVIDADES: 1 - Para cada circuito abaixo, faça: ü montar cada circuito e levantar sua tabela verdade. a)

A B C VSaída 0V 0V 0V 0V 0V +5V 0V +5V 0V 0V +5V +5V 5V 0V 0V 5V 0V +5V 5V +5V 0V 5V +5V +5V

b)

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A B C D Vsaída

0V 0V 0V 0V 0V 0V 0V +5V 0V 0V +5V 0V 0V 0V +5V +5V 0V +5V 0V 0V 0V +5V 0V +5V 0V +5V +5V 0V 0V +5V +5V +5V

+5V 0V 0V 0V +5V 0V 0V +5V +5V 0V +5V 0V +5V 0V +5V +5V +5V +5V 0V 0V +5V +5V 0V +5V +5V +5V +5V 0V +5V +5V +5V +5V

c)


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d)

A B C D Vsaída

0V 0V 0V 0V 0V 0V 0V +5V 0V 0V +5V 0V 0V 0V +5V +5V 0V +5V 0V 0V 0V +5V 0V +5V 0V +5V +5V 0V 0V +5V +5V +5V


e)

A B VSaída 0V 0V 0V +5V

+5V 0V +5V +5V

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f)


g)

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AULA PRÁTICA No 04: Teoremas Booleanos

OBJETIVOS: ü Verificar os teoremas booleanos com uma só variável ATIVIDADES: 1-Montar cada circuito e levantar sua tabela-verdade; 2- Para cada circuito, escrever o teorema booleana correspondente.

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4 - a) Projetar um circuito com duas entradas ( habilita e dado ) e uma única saída "S" de tal forma que quando habilita = 0, S=0 e quando habilita +1, S = dado; b) Montar o circuito e verificar seu funcionamento; c) Conectar a entrada "dado" a uma freqüência de 100Hz e ao canal 1 do osciloscópio, e a saída conectar ao canal 2 do osciloscópio. Colocar a entrada habilita no nível lógico BAIXO e logo após no nível lógico ALTO. Observe as formas de onda no osciloscópio e tire suas conclusões.

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Teorema de DeMorgan e universalidade das portas lógicas NAND e NOR

OBJETIVOS: ü Verificar o teorema de DeMorgan e aplicar a universalidade das portas lógicas NAND

e NOR. ATIVIDADES: 1 - a) Use o teorema de DeMorgan para converter a equação Z = ( ( A + B ) . C' ) ' em uma

expressão que contenha apenas variáveis simples invertidas. b) Monte o circuito que representa esta expressão simplificada e levante sua tabela

verdade. c) Verifique se as equações são equivalentes.

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2 - a) Implemente um circuito tendo como expressão de saída a equação Z = A'.B'.C ,

usando somente portas NOR. b) Verifique se as equações são equivalentes. 3 - Monte os circuitos abaixo e levante as tabelas-verdade. Qual a porta lógica que cada circuito representa?

4 - Monte um circuito lógico, usando portas OR e AND cuja equação de saída é :Z=(A + B).(C + D) Levante sua tabela verdade.

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5 - Implemente o mesmo circuito, do item 4, utilizando apenas portas NOR. Levante sua tabela verdade e verifique que as equações dos itens 4 e 5 são equivalentes. Qual é a implementação mais eficiente?

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Portas lógicas XOR e XNOR e Bit de Paridade

OBJETIVOS: ü Verificar o funcionamento e a aplicação das portas XOR e XNOR; ü Verificar a geração do bit de paridade. ATIVIDADES: 1 - Monte cada circuito abaixo e levante sua tabela verdade, sendo que as chaves A e B terão as posições em +VCC ou Terra.

A B S A B S

0V OV 0V OV OV +VCC OV +VCC

+VCC OV +VCC OV +VCC +VCC +VCC +VCC

A B S A B S 0V OV 0V OV OV +VCC OV +VCC

+VCC OV +VCC OV +VCC +VCC +VCC +VCC

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2 - O que pode-se concluir em relação aos circuitos a) e c) e em relação aos circuitos b) e d). 3 - Monte o circuito da equação : Z = ABCD + AB'C'D + A'D' , e levante sua tabela verdade

A B C D Vsaída 0V 0V 0V 0V 0V 0V 0V +5V 0V 0V +5V 0V 0V 0V +5V +5V 0V +5V 0V 0V 0V +5V 0V +5V 0V +5V +5V 0V 0V +5V +5V +5V


4 - Simplifique a expressão do item 3 e, verifique como a porta XOR pode ser usada para simplificação de um circuito.

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A B C D Vsaída 0V 0V 0V 0V 0V 0V 0V +5V 0V 0V +5V 0V 0V 0V +5V +5V 0V +5V 0V 0V 0V +5V 0V +5V 0V +5V +5V 0V 0V +5V +5V +5V


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5 - Projete um circuito gerador de paridade "par" para uma linha de transmissão de dados de três bits. Monte e verifique o funcionamento do circuito.

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Circuitos Combinacionais

OBJETIVOS: ü Projetar e verificar o funcionamento de circuitos combinacionais ATIVIDADES: 1 - Para cada item abaixo, faça: ü projetar o circuito ( levantar a tabela verdade, simplificar e desenhar ); ü montar o circuito e verificar seu funcionamento a) Em um teste a questão 1 tem peso 1, a questão 2 peso 2, a questão 3 peso 3 e a

questão 4 peso 4. O aluno será aprovado se atingir uma nota ≥ 60%. b) Um circuito lógico possui três variáveis de entrada A,B, e C, sendo que em sua saída

teremos nível lógico ALTO, quando a combinação binária de suas variáveis de entrada estiverem no intervalo 4≤ n ≤ 7.

c) Um circuito lógico de três entradas A, B e C, cuja saída esteja no nível lógico ALTO, sempre que a maioria de suas entradas estiverem no nível lógico ALTO.

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AULA PRÁTICA No 08: Flip-Flop

OBJETIVOS: ü Verificar o funcionamento de um Flip-Flop comandado por um pulso de clock ü Verificar o funcionamento do Flip-Flop tipo D e T ATIVIDADES: 1 – Monte o Flip Flop JK (CI 7476) 2 - Levante a tabela verdade do FF JK 3 – Veja seu funcionamneto através das formas de onda de entrada e saída 4 – Idem para o flip-flop tipo "T".

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AULA PRÁTICA No 09: Contadores Assíncronos

OBJETIVOS: ü Verificar o funcionamento dos contadores assíncrons, utilizando o CI 74LS293 ü Analisar os diagramas de transição de estados para um contador ATIVIDADES: 1 – Monte o diagrama de blocos abaixo

2 - Implemente o contador MOD5, e desenhe o diagrama de transição de estados.

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AULA PRÁTICA No 10: Verilog – Principais Portas Lógicas

OBJETIVOS: ü Conhecer a Linguagem Verilog e através desta fazer programas que descrevam as

principais portas lógicas. ATIVIDADES: 1 – Faça os programas que criem os módulos das seguintes portas lógicas: And, Or, Not, Nand, Nor, Xor e Xnor

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AULA PRÁTICA No 11: Verilog – Gerador de Sinais

OBJETIVOS: ü Gerar os sinais que acionarão as portas lógicas dos circuitos lógicos. ATIVIDADES: 1 – Faça os programas que criem os módulos dos geradores de sinais para: a) 2 saídas; b) 3 saídas; c) 4 saídas;

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AULA PRÁTICA No 12: Verilog – Tabelas verdade

OBJETIVOS: ü Através da Linguagem Verilog implementar as tabelas verdades das principais portas

lógicas. ATIVIDADES: 1 – Faça os programas em Verilog que implemente as tabelas verdades das portas lógicas da prática No 10.

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AULA PRÁTICA No 13: Verilog – Circuito Combinacional de 3 entradas

OBJETIVOS: ü Através da Linguagem Verilog implementar os circuitos combinacionais de 3 entradas. ATIVIDADES: 1 – Faça um programa em Verilog que descreva o circuito abaixo e simule seu funcionamento, mostrando sua tabela verdade.

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Anexo 1

Tutorial do Verilog

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