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13/04/2022 1 Eletrônica Digital Prof. Arthur Braga Tópicos Descrevendo Circuitos Lógicos Álgebra Booleana Constantes e variáveis Booleanas Tabelas-Verdade Operações OR, AND e NOT, e suas Portas Lógicas Circuitos Lógicos e Expressões Lógicas Avaliando as saídas dos circuitos lógicos Implementando circuitos a partir de expressões Booleanas Teoremas Booleanos Teoremas de DeMorgan Universalidade das Portas NAND e NOR Circuitos Exclusive-OR (XOR) e Exclusive-NOR (XNOR) Circuitos Gerador e Verificador de Paridade Simbologia Alternativa para Portas Lógicas Que simbologia de Porta Lógica adotar Símbolos Lógicos do Padrão IEEE/ANSI Resumo dos Métodos para Descrição Lista de Exercícios 1 2 13/04/2022 2 Descrevendo Circuitos Lógicos George Boole (1815-1864): Matemático Britânico que através de trabalhos publicados a partir de 1847 sobre Análise Matemática da Lógica divulgou idéias sobre Lógica Simbólica - assim, a Lógica apresentada por Aristóteles poderia ser apresentada por Equações Algébricas. Seu trabalho de 1854, intitulado “Uma investigação das leis do pensamento”, descreve o modo como tomamos decisões lógicas com base em circunstâncias verdadeiras ou falsas. Lógicas são linguagens formais para a representação de conhecimento que permitem que inferências possam ser tomadas Descrevendo Circuitos Lógicosh 3 4 13/04/2022 3 Álgebra Booleana Constantes e Variáveis Booleanas A Álgebra Booleana é uma ferramenta matemática que nos permite descrever relações entre as entradas e as saídas dos circuitos lógicos como uma equação algébrica (uma expressão Booleana). A álgebra booleana tem, de fato, apenas três operações básicas: OR (OU), AND (E) e NOT (INVERSOR). A principal diferença entre a Álgebra Booleana e a Álgebra Convencional é que as constantes e variáveis podem assumir apenas dois valores possíveis: 0 ou 1. As variáveis Booleanas não representam efetivamente números, mas sim o estado da variável monitorada – indica um NÍVEL LÓGICO. Em nosso estudo, letras serão usadas como símbolos para representar as variáveis lógicas. Descrevendo Circuitos Lógicosh Descrevendo Circuitos Lógicosh Há diferentes técnicas para a descrição / representação de Circuitos Lógicos Digitais. Entre elas temos: Tabelas-Verdade; Expressões Lógicas; Circuito com Símbolos Esquemáticos; Diagramas de Tempo; Máquinas de Estado. Linguagens de Descrição de Hardware (Hardware Description Languages – HDLs); A partir destas representações, pode-se também realizar a análise e a síntese de Circuitos Lógicos Digitais. 5 6 13/04/2022 4 Entradas Saída FIGURA 3-1 Exemplos de tabelas –verdade para circuitos de: (a) duas entradas, (b) três entradas e (c) quatro entradas. Tabela-Verdade Exemplos de Circuitos Simples ? Sempre ordene as combinações de entrada FIGURA 3-2 (a) Tabela-verdade que define a operação OR; (b) símbolo de uma porta OR de duas entradas. Operação OR (“OU”) e a Porta OR Símbolo da Porta Lógica Expressão Lógica 7 8 13/04/2022 5 FIGURA 3-3 Símbolo e tabela-verdade para uma porta OR de três entradas. Operação OR (“OU”) e a Porta OR FIGURA 3-4 Exemplo do uso de uma porta OR em um sistema de alarme. Operação OR (“OU”) e a Porta OR Muitos sistemas de controle industrial requerem a ativação de uma função de saída sempre que qualquer uma das várias entradas for ativada. Por exemplo, em um processo químico pode ser necessário que um alarme seja ativado sempre que a temperatura do processo exceder um valor máximo ou sempre que a pressão ultrapassar um certo limite. 9 10 13/04/2022 6 Operação OR (“OU”) e a Porta OR Considere que os Diagramas de Tempo abaixo correspondem às entradas A e B da porta lógica OR. Acompanhe como serão as saídas obtidas. Operação OR (“OU”) e a Porta OR Considere que os Diagramas de Tempo abaixo correspondem às entradas A, B e C da porta lógica OR. Acompanhe como serão as saídas obtidas. 11 12 13/04/2022 7 FIGURA 3-7 (a) Tabela-verdade para a operação AND; (b) símbolo da porta AND. Operação AND (“E”) e a Porta AND Símbolo da Porta Lógica Expressão Lógica FIGURA 3-8 Tabela-verdade e símbolo para uma porta AND de três entradas. Operação AND (“E”) e a Porta AND 13 14 13/04/2022 8 Operação AND (“E”) e a Porta AND Considere que os Diagramas de Tempo abaixo correspondem às entradas A e B da porta lógica AND. Acompanhe como serão as saídas obtidas. Operação AND (“E”) e a Porta AND Considere que os Diagramas de Tempo abaixo correspondem às entradas A e B da porta lógica AND. Acompanhe como serão as saídas obtidas. 15 16 13/04/2022 9 FIGURA 3-11 (a) Tabela-verdade; (b) símbolo para o INVERSOR (circuito NOT); (c) exemplos de formas de ondas. Operação NOT (“NÃO”) ou Inversor Com as operações OR, AND e NOT pode-se descrever qualquer circuito lógico combinacional ! FIGURA 3-12 Um cirduito lógico e suas expressões Booleanas. Descrevendo Circuitos Lógicos Algebricamente Qualquer circuito lógico combinacional, não importando sua complexidade, pode ser descrito usando as três operações Booleanas básicas, porque as portas OR, AND e INVERSOR são os blocos fundamentais dos Sistemas Digitais. Por exemplo, considere o circuito abaixo – qual será a expressão lógica da saída x ? ( ) 17 18 13/04/2022 10 Descrevendo Circuitos Lógicos Algebricamente FIGURA 3-13 Circuito lógico cuja expressão requer parênteses. Descrevendo Circuitos Lógicos Algebricamente FIGURA 3-14 Circuitos com INVERSORES. 19 20 13/04/2022 11 Descrevendo Circuitos Lógicos Algebricamente Qualquer circuito lógico combinacional, não importando sua complexidade, pode ser descrito usando as três operações Booleanas básicas pois as portas OR, AND e INVERSOR são os blocos fundamentais dos sistemas digitais. Desta forma, qual seria a expressão para a saída do circuito abaixo ? Descrevendo Circuitos Lógicos Algebricamente De forma semelhante, qual seria a expressão para a saída do circuito abaixo ? Dados valores para as variáveis lógicas de ENTRADA e uma descrição do Circuito (Tabela-Verdade, Expressão Lógica ou Esquemátic) pode-se determinar o valor da SAÍDA LÓGICA ! 21 22 13/04/2022 12 Resumo das Operações Booleanas As regras para as operações OR, AND e NOT com duas entradas podem ser resumidas como segue: 0 + 0 = 0 0 + 1 = 1 1 + 0 = 1 1 + 1 = 1 0 . 0 = 0 0 . 1 = 0 1 . 0 = 0 1 . 1 = 1 01 10 OR AND NOT Em resumo, segue-se as seguintes regras de precedência para se avaliar uma expressão Booleana: 1. Primeiro, realize as inversões de termos simples. 2. Em seguida, realize todas operações dentro de parêntesis. 3. Realize as operações AND antes das operações OR (a menos que os parêntesis indiquem o contrário). 4. Se uma expressão tiver uma barra sobre ela, realize a operação indicada pela expressão e, em seguida, inverta o resultado. Analizando as saídas dos Circuitos Lógicos Uma vez de posse da expressão Booleana para a saída de um circuito, podemos obter o nível lógico da saída para qualquer conjunto de níveis lógicos de entrada. Exemplos ? 23 24 13/04/2022 13 Uma vez de posse da expressão Booleana para a saída de um circuito, podemos obter o nível lógico da saída para qualquer conjunto de níveis lógicos de entrada. Exemplo I: A = 0, B = 1, C = 1 e D = 1. DABCAx 0 0 1 1 1 )1( 1 1 1 )1 0( 1 1 1 )1 0( 1 1 0 Analisando as saídas dos Circuitos Lógicos Uma vez de posse da expressão Booleana para a saída de um circuito, podemos obter o nível lógico da saída para qualquer conjunto de níveis lógicos de entrada. Exemplo II: A = 0, B = 0, C = 1, D = 1 e E = 1. ECBADx 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 00 1 Analisando as saídas dos Circuitos Lógicos 25 26 13/04/2022 14 Analisando as saídas dos Circuitos Lógicos. O nível lógico da saída, em função dos níveis lógicos especificados paraas entradas, pode ser determinado diretamente a partir do diagrama do circuito sem usar a expressão Booleana. Esta técnica é muitas vezes utilizada para a análise de defeitos, ou teste de um sistema lógico. Quando se tem um circuito combinacional e se deseja saber como ele funciona, a melhor maneira de analisá-lo é levantar uma tabela-verdade dos sinais intermediários do circuito (nós). Implementando circuitos a partir de expressões Quando a operação de um circuito é definida por uma expressão Booleana, podemos desenhar o diagrama do circuito lógico a partir da expressão. Por exemplo, se precisarmos de um circuito definido por x = A . B . C, saberemos imediatamente que precisamos de uma porta AND de três entradas. Mas como proceder para uma expressão mais complexa ??? Por exemplo, se precisarmos de um circuito definido por , podemos usar uma porta com um INVERSOR em uma das entradas. BAx O mesmo raciocínio pode ser aplicado para circuitos mais complexos. 27 28 13/04/2022 15 Implementando circuitos a partir de expressões Suponha que desejamos contruir um circuito cuja saída seja: BCACBACy Como proceder ??? A expressão Booleana contém três termos sobre os quais aplica-se a operação OR, conforme abaixo: Implementando circuitos a partir de expressões Observe que cada entrada da porta OR tem um termo que é um produto lógico AND. Assim, o circuito pode ser expandido a partir destes termos conforme a figura abaixo: 29 30 13/04/2022 16 Implementando circuitos a partir de expressões OBSERVAÇÃO: Este procedimento geral pode sempre ser seguido, embora mais adiante veremos que existem outras técnicas mais eficientes que podem ser empregadas. EXEMPLO: Desenhe o diagrama do circuito que implemente a expressão: CBBAx Implementando circuitos a partir de expressões OBSERVAÇÃO: Há expressões que são equivalentes – ou seja, apesar de terem formatos diferentes, descrevem a mesma lógica entre entradas e saída. BABAB EXEMPLO: Levante a Tabela-Verdade das duas expressões para comprovar a equivalência das mesmas ! Os circuitos obtidos a partir das duas expressões também são equivalentes – PORÉM UM CIRCUITO UTILIZA MENOS PORTAS LÓGICAS QUE O OUTRO (É MAIS SIMPLIFICADO) ! COMO OBTER ESSAS EQUIVALÊNCIAS / SIMPLIFICAÇÕES ? 31 32 13/04/2022 17 Teoremas Booleanos Vimos como a Álgebra Booleana pode ser usada para ajudar na análise de um circuito lógico e como expressar matematicamente a operação do circuito. Prosseguimos no uso da Álgebra Booleana investigando Teoremas Booleanos, que poderão nos ajudar a simplificar expressões lógicas e circuitos lógicos. Começaremos com os teoremas para uma variável lógica, acompanhados de um circuito lógico para demonstrar sua validade. Em seguida, serão apresentados os teoremas com mais de uma variável lógica. Teoremas Booleanos Teoremas com 1 variável lógica 33 34 13/04/2022 18 Teoremas Booleanos Teoremas com 1 variável lógica Ressalta-se que a variável x em que se aplica os teoremas de (1) a (8) pode ser uma expressão que contenha mais de uma variável. Por exemplo, se tivéssemos a expressão , poderíamos considerar e aplicar o teorema (4): BABA BAx Teorema (4): 0 xx Assim: 0 BABA A mesma idéia pode ser aplicada no uso de qualquer um desses teoremas ! Teoremas Booleanos Teoremas com mais de uma variável lógica Leis Comutativas xyyx )09( xyyx )10( Leis Associativas zyxzyxzyx ) ( ) ( )11( zyxzyxzyx ) ( ) ( )12( Lei Distributiva xzxyzyxa ) ( )13( Os teoremas (09) a (13) têm equivalência na Álgebra convencional ! xzwzxywyzyxwb ) () ( )13( 35 36 13/04/2022 19 Teoremas Booleanos Teoremas com mais de uma variável lógica xxyx )14( yx yx x a )15( Teoremas (14) e (15) yx xy x b )15( Provando o Teorema (14): yxxxyx .1 )1( yx 1 x x Teorema 13a Teorema 6 Teorema 2 Teoremas Booleanos Teoremas com mais de uma variável lógica Provando o Teorema (15a): yxyxyxx )1( yxxyx )( xxyx )1( yx yx Teorema 13a Teorema 13a Teorema 8 Teorema 2 yxyxxa )15( Teorema 6 37 38 13/04/2022 20 Dois dos mais importantes teoremas da Álgebra Booleana foram contribuições do matemático Augustus DeMorgan. Os teoremas de DeMorgan são extremamente úteis na simplificação de expressões nas quais um produto, ou uma soma, de variáveis aparece negado (barrado). Os dois teoremas são: yx yx )16( yxyx )17( Teoremas de DeMorganK Teoremas de DeMorgan Embora os teoremas tenham sido apresentados em termos das variáveis x e y, eles são igualmente válidos para situações em que x e/ou y são expressões com mais variáveis. CBACBA Exemplo: 39 40 13/04/2022 21 EXEMPLO: Simplifique a expressão para que ela tenha apenas variáveis simples ou invertidas. DBCAz Solução DBCADBCAz Usando o teorema (17), temos: DBCA DBCA Os teoremas de DeMorgan podem ser estendidos para mais de duas variáveis ? Teoremas de DeMorgank Teoremas de DeMorgank Considere o complemento da soma lógica para três variáveis lógicas: zyx zyx zyx Expressão semelhante ao teorema para 2 variáveis !! Raciocínio semelhante pode ser aplicado para o complemento da soma lógica de N variáveis. De forma semelhante, temos que: zyxzyx O teorema de DeMorgan para o complemento do produto lógico também pode ser estendido para N variáveis. 41 42 13/04/2022 22 Teoremas de DeMorgank Analisando os teoremas de DeMorgan do ponto de vista das portas lógicas FIGURA 3-26 (a) Circuitos equivalentes relativos ao teorema (16); (b) símbolo alternativo para a função NOR. FIGURA 3-27 (a) Circuitos equivalentes relativos ao teorema (17); (b) símbolo alternativo para a função NAND. Universalidade das Portas NAND e NOR 43 44 13/04/2022 23 Portas NOR e Portas NAND Dois outros tipos de portas lógicas, as portas NAND e NOR, são muito usados em circuito digitais. Na realidade elas combinam as operações básicas AND, OR e NOT , de modo que é relativamente simples escrever suas expressões Booleanas. FIGURA 3-19 (a) Símbolo de porta NOR; (b) Circuito equivalente; (c) Tabela-verdade. PORTA NOR (“NÃO-OU”) Portas NOR e Portas NAND Dois outros tipos de portas lógicas, as portas NAND e NOR, são muito usados em circuito digitais. Na realidade elas combinam as operações básicas AND, OR e NOT , de modo que é relativamente simples escrever suas expressões Booleanas. PORTA NAND (“NÃO-E”) FIGURA 3-22 (a) Símbolo da porta NAND; (b) Circuito equivalente; (c) Tabela-verdade. 45 46 13/04/2022 24 Portas NOR e Portas NAND Determine a expressão Booleana para uma porta NOR de três entradas seguidas de um inversor. LEMBRAR: Sempre que duas barras estiverem sobre a mesma variável ou expressão, uma cancela a outra, como mostrado acima. Entretanto, em casos como: BA as barras de inversão não se cancelam. Assim: BABA BABA Portas NOR e Portas NAND Implemente, usando apenas portas NOR e NAND, o circuito lógico que tem como expressão: DCABx COMENTÁRIOS: o termo é a expressão para a saída de uma porta NOR. Deve-se fazer uma operação AND desse termo com A e B, e inverter o resultado – gerando uma operação NAND. DC 47 48 13/04/2022 25 Portas NOR e Portas NAND Caso se consiga demonstrar a equivalência entre as portas OR, AND e INVERSOR e circuitos implementados apenas com portas NOR ou apenas portas NAND, será possível descrever qualquer circuito combinatório utilizando apenas estas últimas portas lógicas. QUESTÃO: As operações básicas OR, AND e INVERSOR podem ser usadas para descrever qualquer circuito combinatório. E se essas operações pudessem ser implementadas usando APENAS portas NOR ou APENAS portas NAND ? COMO DEMONSTRAR ESSA EQUIVALÊNCIA ? Universalidade das Portas NAND e NOR Todasas expressões Booleanas consistem em combinações das operações básicas OR, AND e INVERSOR. Entretanto, é possível implementar qualquer expressão usando apenas portas NAND, e nenhum outro tipo de porta lógica. FIGURA 3-29 As portas NAND podem ser usadas para implementar qualquer função booleana. INVERSOR 49 50 13/04/2022 26 Universalidade das Portas NAND e NOR De modo similar, notamos que as portas NOR podem ser associadas para implementar qualquer operação Booleana, tornando possível a implementação de qualquer expressão usando apenas portas NOR, e nenhum outro tipo de porta lógica. FIGURA 3-30 As portas NOR podem ser usadas para implementar qualquer operação booleana. INVERSOR Como essas equivalências podem ser utilizadas na prática ? Universalidade das Portas NAND e NORK EXEMPLO: Em um determinado processo de fabricação, uma esteira de transporte deve ser desligada sempre que determinadas condições ocorram. Essas condições são monitoradas e têm seus estados sinalizados por quatro sinais lógicos, que são: • A será ALTO sempre que a velocidade da esteira for muito alta. • B será ALTO sempre que o recipiente no final da esteira estiver cheio. • C será ALTO quando a tensão da esteira for muito alta. • D será ALTO quando o comando manual estiver desabilitado. Um circuito lógico é necessário para gerar um sinal x que será ALTO sempre que as condições A e B existirem simultaneamente, ou sempre que as condições C e D existirem simultaneamente. Solução CDABx Como implementar o circuito com o mínimo de CIs ? 51 52 13/04/2022 27 Universalidade das Portas NAND e NORK Considere que os CIs TTL abaixo estão disponíveis para a implementação: Solução (continuação) Uma forma simples de implementar o circuito lógico usando os CIs dados é: Porém, uma alternativa é: Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR 53 54 13/04/2022 28 Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR OU-Exclusivo (Exclusive-OR - XOR) Considere o circuito lógico mostrado abaixo. Levante a tabela-verdade dele. Esse circuito da XOR produz uma saída em nível ALTO sempre que duas entradas estiverem em níveis opostos. SÍMBOLO LÓGICO Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR OU-Exclusivo (Exclusive-OR - XOR) A lógica geral de uma porta EX-OR (OU-EXCLUSIVO - XOR) é que a saída será 1 quando houver um número ímpar de 1s na entrada. Uma forma abreviada, algumas vezes usada, para indicar uma saída EX-OR é: BAx Existem disponíveis alguns CIs contendo portas EX-OR (XOR), como os seguintes que são chips quádruplos destas portas: • 74LS86 - chip quádruplo EX-OR (família TTL) • 74C86 - chip quádruplo EX-OR (família CMOS) • 74HC86 - chip quádruplo EX-OR (CMOS de alta velocidade) 55 56 13/04/2022 29 Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR NOU-Exclusivo (Exclusive-NOR - XNOR) O circuito Exclusive-NOR (abreviado EX-NOR - XNOR) opera de forma complementar ao circuito EX-OR. O circuito abaixo mostra o XNOR. SÍMBOLO LÓGICO Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR NOU-Exclusivo (Exclusive-NOR - XNOR) O EX-NOR (XNOR) gera uma saída em nível ALTO se as duas entradas estiverem no mesmo nível lógico. Resumidamente, a porta Exclusive-NOR gera saída 1 quando tiver uma quantidade par de 1s na entrada. No caso de 2 entradas, a saída é dada pela expressão: BABAx BAx Uma forma abreviada de indicar a expressão de saída de uma porta EX-NOR (XNOR) é: Existem disponíveis alguns CIs contendo portas EX-NOR, como os seguintes que são chips quádruplos destas portas: • 74LS266 - chip quádruplo EX-NOR (família TTL) • 74C266 - chip quádruplo EX-NOR (família CMOS) • 74HC266 - chip quádruplo EX-NOR (CMOS de alta velocidade) 57 58 13/04/2022 30 Circuitos Exclusive-OR e Exclusive-NOR Exemplos de aplicações para as portas Exclusive-OR e Exclusive-NOR: Circuitos Geradores e Verificadores de Paridade. Circuitos Gerador e Verificador de Paridade Um transmissor pode anexar um bit de paridade em um conjunto de bits de dados antes de transmití-los de forma a permitir que o receptor detecte qualquer erro de um único bit que ocorra na transmissão. Considere que se deseja transmitir o caractere ‘C’ cujo ASCII em 7 bits é 1000011. 1 0 0 0 0 1 1 C TRANSMISSOR 1 bit de paridade anexado 1 1 0 0 0 1 1 C RECEPTOR 1 Ruído Como implementar o circuito lógico ? 59 60 13/04/2022 31 Circuitos Gerador e Verificador de Paridade A lógica do Gerador de Paridade Par é incluir um bit 1 caso o número de 1s contidos no conjunto de bits do código seja ímpar, ou incluir um bit 0 caso o número de 1s seja par. Gerador de Paridade Par A Porta EX-OR (XOR) opera de tal forma que gera uma saída 1 caso o número de 1s nas entradas for ímpar, e 0 caso o número de 1s for par. Caso se desejasse trabalhar com Paridade Ímpar ? Circuitos Gerador e Verificador de Paridade Verificador de Paridade Par A partir do gerador de paridade podemos implementar o verificador: gera- se o bit de paridade do conjunto de bits do código e compara-se com o bit de paridade recebido. Sendo: A – paridade gerada. B – paridade recebida. x – Erro. gerador de paridade par 61 62 13/04/2022 32 Simbologia Alternativa para Portas Lógicas Simbologia Alternativa para Portas LógicasK Embora ainda seja comum o uso dos símbolos-padrão das portas lógicas em diagramas de circuitos, é cada vez mais comum encontrar diagramas que usam símbolos lógicos alternativos juntamente com os símbolos-padrão. O símbolo alternativo para cada porta é obtido a partir do símbolo-padrão seguindo o procedimento seguinte: 1. Inverta cada entrada e cada saída do símbolo-padrão. Isso é feito acrescentando pequenos círculos nas entradas e saídas que não têm os círculos, e removendo os já existentes. 2. Mude o símbolo da operação AND para OR, ou de OR para AND. No caso do INVERSOR, o símbolo da operação não é alterado. 63 64 13/04/2022 33 Simbologia Alternativa para Portas LógicasK FIGURA 3-33 Simbolos-padrão e alternativos para várias portas lógicas e para o inversor. Simbologia Alternativa para Portas LógicasK Quando uma linha de entrada ou saída em um símbolo de um circuito lógico não tem um pequeno círculo, diz-se que ela é ativa-ALTO. Quando uma linha de entrada ou saída tem um pequeno círculo, diz-se que ela é ativa- BAIXO. Para ilustrar, temos: FIGURA 3-34 Interpretação dos dois símbolos da porta NAND. DÚVIDA: Qual simbologia usar ? 65 66 13/04/2022 34 Que Simbologia de Porta Lógica AdotarK A resposta depende da função específica atribuída às entradas e saídas do circuito. Se ela estiver sendo usada para ativar algo (por exemplo, ligar um LED ou ativar um outro circuito lógico) quando a saída Z for para o estado 1, então podemos dizer que a saída Z é ativa-ALTO. Por outro lado, se o circuito estiver sendo usado para atuar quando a saída Z estiver no estado 0, então Z será ativa-BAIXO. Identificando Sinais Lógicos ativos BAIXOSK Tornou-se prática comum usar uma barra sobre o nome dos sinais ativos em nível BAIXO: A ausência da barra significa que o sinal é ativo em nível ALTO. Lembre-se: a barra sobre um nome é um modo de frisar que esses sinais são ativos em nível BAIXO. MEM RAM B-ROM A-ROM RD ,,,, Há outra simbologia para as portas lógicas ? 67 68 13/04/2022 35 Símbolos Lógicos do Padrão IEEE/ANSIK IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers ANSI - American National Standards Institute Símbolos Lógicos do Padrão IEEE/ANSIK FIGURA 3-41 Símbolos lógicos-padrão: (a) tradicional; (b) IEEE/ANSI. 69 70 13/04/2022 36 Símbolos Lógicos do Padrão IEEE/ANSIK FIGURA 3-41 Símbolos lógicos-padrão: (a) tradicional; (b) IEEE/ANSI. Resumo dos Métodos para Descrição de Circuitos Lógicos 71 72 13/04/2022 37 Se o motorista estiver presente, não estiver usando cinto, e a ignição estiver acionada, então acenda a luz de advertência. Resumo dos Métodos para DescriçãoK SE o motorista estiver presente E NÃO estiver usando cinto, E a ignição estiver acionada, ENTÃO acenda a luz deadvertência. EXEMPLO – Deseja-se um circuito que realize a seguinte operação: Resumo dos Métodos para DescriçãoK SE o motorista estiver presente E NÃO estiver usando cinto, E a ignição estiver acionada, ENTÃO acenda a luz de advertência. EXEMPLO – Deseja-se um circuito que realize a seguinte operação: 73 74 13/04/2022 38 Tabela-Verdade Circuito Expressão Lógica Tabela-Verdade Circuito Expressão Lógica Circuito Expressão Lógica Circuito Expressão Lógica Tabela-Verdade Tabela-Verdade Mudanças de DescriçãoK Quando o nível de saída desejado de um circuito lógico é dado para todas as condições de entrada possíveis, os resultados podem ser convenientemente apresentados em uma tabela-verdade. A expressão Booleana para o circuito requerido pode então ser obtida a partir desta tabela-verdade. Por exemplo, considere a Tabela-Verdade abaixo que tem duas entradas, A e B, e a saída x que será nível 1 apenas para o caso em que A = 0 e B = 1. O circuito mostrado acima implementa a tabela-verdade apresentada. Caso se tenha interesse em gerar circuitos que tenham saída 1 para uma única combinação na entrada ? Mudanças de DescriçãoK 75 76 13/04/2022 39 Para o caso de duas variáveis lógicas, temos abaixo quatro circuitos que têm saída nível 1 apenas para uma das 4 possíveis combinações na entrada. Esses circuitos poderiam ser combinados para implementar outras tabelas verdade ? Mudanças de DescriçãoK Quando o nível de saída desejado de um circuito lógico é dado para todas as condições de entrada possíveis, os resultados podem ser convenientemente apresentados em uma tabela-verdade. A expressão Booleana para o circuito requerido pode então ser obtida a partir desta tabela-verdade. Vamos considerar o caso no qual temos uma tabela-verdade em que a saída será 1 apenas para dois casos distintos: A = 0, B = 1 e A = 1, B = 0. Como isso pode ser implementado ? BA BA Mudanças de DescriçãoK 77 78 13/04/2022 40 Expressão Lógica Circuito Tabela-Verdade Tabela-Verdade Estas mudanças de descrição podem auxiliar no projeto de Circuitos Combinacionais Mudanças de DescriçãoK Exercícios Capítulo 3 (Tocci, 11ª Ed.): 3.12, 3.13, 3.16, 3.19, 3.21, 3.24, 3.26, 3.29, 3.32, 3.38, 3.41. Como projetar circuitos digitais combinacionais ? 79 80 13/04/2022 41 Bibliografia Básica Tocci, R. J., Widmer, N. S., Moss, G. L.; Sistemas Digitais - Princípios e Aplicações - 11ª Ed, Editora Pearson, 2011. Floyd, Thomas L.; Sistemas Digitais Fundamentos e Aplicações - 9ª Ed, Editora Bookman, 2007. Pedroni, V. A.; Eletrônica Digital Moderna e VHDL, Editora Elsevier, 2010. Szajnberg, Mordka; Eletrônica Digital - Teoria, Componentes E Aplicações – LTC, 2014. Material da Disciplina SIGAA - Sistema Integrado de Gestão de Atividades Acadêmicas 81
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