eletronica-digital-2

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Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrônica Digital II 1/26 
 
Apostila 
para 
Eletrônica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA 
DIGITAL II 
 
 
 
 
Prof. Reinaldo C. R. Bolsoni Eletrônica Digital II 2/26 
ÍNDICE 
 
 
1 - FLIP–FLOP................................................................................................... 3 
1.1 - TIPO RS..........................................................................................................................3 
1.2 - TIPO RS SÍNCRONO ...................................................................................................4 
1.3 - TIPO JK..........................................................................................................................6 
1.4 - TIPO D............................................................................................................................6 
 
2 – CONTADOR DIGITAL .............................................................................. 6 
 
3 - CONVERSOR DE CÓDIGO....................................................................... 6 
 
4 – DISPLAY DE 7 SEGMENTOS................................................................... 6 
 
5 – MULTIPLEXADOR (Seletor de Dados) .................................................... 6 
 
6 – SINAIS ANALÓGICOS E SINAIS DIGITAIS ......................................... 6 
 
7 – CONVERSOR D/A E A/D ........................................................................... 6 
7.1 – CONVERSOR D/A .......................................................................................................6 
7.2 – CONVERSOR A/D .......................................................................................................6 
 
8 – GERAÇÃO DE CLOCK ........................................................................... 6 
 
9 – CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS .................................................. 6 
9.1 - TERMOS DE CI's DIGITAIS ......................................................................................6 
9.2 - CIRCUITOS INTEGRADOS TTL.............................................................................6 
9.3 - CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS..........................................................................6 
 
 
 
 
 
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1 - FLIP–FLOP 
 
 Nos circuitos combinacionais (portas lógicas), nota-se que p/ uma determinada 
combinação de valores atribuídos nas entradas, obtém-se um único sinal na saída. 
 Os Flip-Flops são característicos por possuírem uma realimentação da saída p/ a 
entrada. São chamados também de circuito de trava (Latch) ou multivibrador biestáveis. 
Os biestáveis úteis podem ser montados através de portas lógicas ou adquiridos em 
forma de CI (Circuitos Integrado). Os biestáveis são interligados p/ formar circuitos lógicos 
seqüenciais p/ armazenamento, temporização, contagem e seqüencial. 
 
1.1 - TIPO RS 
 
 O circuito de trava (latch) do tipo RS é um dispositivo assíncrono, onde não opera 
simultaneamente com um dispositivo de temporização (clock). 
 
 __ 
 Set S Q Normal 
 
 Entradas F.F. Saídas 
 
 _____ __ 
 Reset R Q Complementar 
 
Fig1: Símbolo Lógico 
 
 O símbolo lógico (fig. 1) mostra duas entradas, designadas estabelecer (Set – S) e 
restabelecer (Reset – R). Sendo ativo em nível de tensão baixo (0 Vdc) indicado pelas 
inversoras nas entradas R e S. 
 A saída Q é considerada a saída Normal e a saída Q (não Q) é o inverso da Q, ou seja, 
o seu complemento. 
Um biestável RS está mostrado na fig. 2 a partir de duas portas NE. Uma tabela 
verdade define a operação do Flip-Flop (fig 3a) e a configuração interna do CI 7400 (fig 3b) 
 
 
2 portas do CI 7400 
Fig2: Flip-Flop tipo RS 
 
 
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Modo de Entradas Saídas VCC (+5Vdc) 
Operação S R Q Q 
Proibido 0 0 1 1 
 Set 0 1 1 0 
 Reset 1 0 0 1 
 Hold 1 1 ñ muda 
 GND 
Tabela Verdade - FF RS 
Fig 3a CI 7400 
 Fig 3b 
 
1.2 - TIPO RS SÍNCRONO 
 
 O biestável RS sincronizado acrescenta um aspecto síncrono, onde opera 
simultaneamente com um dispositivo de temporização (clock) como mostra a fig 4. 
 
 Set S Q Normal 
 
 Entradas clock ck F.F. Saídas 
 
 __ 
 Reset R Q Complementar 
 
Fig4: Símbolo Lógico 
 
 Duas portas NE foram acrescentadas ao circuito de trava RS p/ formar o biestável RS 
sincronizado (fig 5a). Sua tabela verdade é mostrado na fig 5b 
 
4 portas do CI 7400 
Fig5a: Flip-Flop tipo RS Síncrono 
 
 Modo de Entradas Saídas 
 Operação CK S R Q Q 
 Hold 0 0 não muda 
 Reset 0 1 0 1 
 Set 1 0 1 0 
 Proibido 1 1 1 1 
Tabela Verdade - FF RS 
Fig 5b 
 
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EXERCÍCIO 1 – Fornecido os blocos abaixo, colocar os sinais e os bits das saídas normais e 
complemento para cada seqüência de pulsos nas entradas dos Flip-Flops. 
 
a) 
 0 0 1 0 S Q 
 
 a b c d 
 
 1 1 0 0 R Q 
 
 
 
b) 
 0 1 1 0 S Q 
 
 a b c d 
 
 1 1 0 0 R Q 
 
 
 
c) 
 1 0 1 0 S Q 
 
 a b c d ck 
 
 0 0 1 1 R Q 
 
 
 
d) 
 1 1 1 0 S Q 
 
 a b c d ck 
 
 0 0 1 1 R Q 
 
 
 
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1.3 - TIPO JK 
 
 
 
Fig6: Símbolo Lógico 
 
 
Tabela Verdade - FF JK 
Fig 7a Fig 7b 
 
 A figura 6 mostra o símbolo lógico, a figura 7a a tabela verdade e a figura 7b os pinos 
e a configuração interna do CI 7473 que contém 2 Flip-Flop tipo JK síncrono independente. 
 Na situação Toggle (onde J=1 e K=1) a saída irá para o estado oposto quando um pulso 
de relógio chegar no pino CK (clock). Com pulsos de clock repetidos, a saída Q e Q ficará se 
alternando entre os níveis alto e baixo. Esta idéia é chamada de chaveamento. 
 O biestável tipo JK é do tipo síncrono. O símbolo na entrada do clock significa queo 
biestável é ativo com pulso de ck do nível alto para baixo (na borda de descida do sinal 
quadrado do clock). 
 O pino de entrada CLR ( clear ) é ativo em nível Baixo. Quando nele chegar um sinal 
Baixo a saída Q (normal) vai para ZERO independente dos sinais de entrada. 
 
 
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1.4 - TIPO D 
 
 
Fig8: Símbolo Lógico 
 
 
 
Tabela Verdade - FF D 
Fig 9a Fig 9b 
 
 O biestável tipo D possui apenas uma entrada de dados “D” e uma entrada de relógio 
“CK”. Os dados da entrada D são transferidos para a saída Q (normal) na transição do nível 
Baixo para Alto do pulso de clock . 
 A figura 8 mostra o símbolo lógico do flip-flop tipo D, a fig. 9a mostra a tabela 
verdade e figura 9b os pinos e configuração interna do CI 7474. 
 
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EXERCÍCIO 2 – Fornecido os blocos abaixo, colocar os sinais e os bits das saídas normais e 
complemento para cada seqüência de pulsos nas entradas dos Flip-Flops. 
a) 
 0 1 0 1 J Q 
 
 a b c d ck 
 
 1 0 0 1 K clr Q 
 
 
 
 1 
 
b) 
 0 1 0 1 J Q 
 
 a b c d ck 
 
 1 0 1 1 K clr Q 
 
 
 
 1 
c) 
 1 
 
 
 0 1 0 1 D Q 
 
 
 
 
 a b c d ck clr Q 
 
 
 1 
 
d) 
 0 
 
 
 0 1 0 1 D Q 
 
 
 
 
 a b c d ck clr Q 
 
 
 1 
 
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2 – CONTADOR DIGITAL 
 
 Os contadores são circuitos lógicos seqüenciais porque a temporização é obviamente 
importante e porque eles necessitam de uma característica de memória. Os contadores digitais 
tem as seguintes características importantes: 
 - núm. máximo de contagem (módulo do contador), 
 - contagem crescente ou decrescente, 
 - operação assíncrona ou síncrona, 
 - funcionamento livre ou auto parada. 
 Os contadores digitais contarão apenas em binário. Um contador digital que contaria 
desde 0000 (0) até 1111 (15) é chamado de contador de módulo 16 (mod. 16). 
 Módulo de um contador é o número máximo de contagem que ele completa. 
 Um contador de mód. 10 é o CI 7490 que é mostrado abaixo com sua tabela verdade e 
pinos do CI. 
 
Entradas de Resets Saídas 
R1 R2 R3 R4 D C B A 
1 1 0 X 0 0 0 0 
1 1 X 0 0 0 0 0 
X X 1 1 1 0 0 1 
X 0 X 0 realiza contagem 
0 X 0 X realiza contagem 
0 X X 0 realiza contagem 
X 0 0 X realiza contagem 
0 0 0 0 realiza contagem 
Tabela Verdade 
 
Descrição dos Pinos 
 
 
 
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3 - CONVERSOR DE CÓDIGO 
 
 Grandes partes do mistério que envolvem os computadores e outros circuitos Digitais 
provém da linguagem não familiar dos circuitos digitais. Os dispositivos digitais podem 
processar somente os bits 0 e 1 . No entanto, é difícil o homem entender a longa série de 0 e 
1, por esta razão, os conversores de códigos são necessários para converter a linguagem do 
homem p/ a linguagem de máquina e vice-versa. 
 Consideramos um diagrama em bloco abaixo de uma calculadora manual: 
 T e c l a d o C o d i f i - C P U D e c o d i - D i s p l a y
 c a d o r f i c a d o r
 O dispositivo de entrada (gerador de sinal) é o teclado. Entre o teclado e a CPU 
(Unidade Lógica de Processamento) está o codificador para codificar (traduzir) o n° decimal 
impresso no teclado em um código binário para que a CPU entenda. A CPU executa a 
operação em binário e expele um código binário. O decodificador decodifica (traduz) este 
código binário em um código especial que ilumina os segmentos corretos do Display 
indicando o valor em decimal para que o homem visualize e entenda rapidamente. 
 Um decodificador para 7 segmentos é mostrado abaixo. O CI 7448: 
Descrição dos Pinos 
 
 
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Decimal IMPUTS B ou OUTPUTS 
ou função LT RBI D C B A RBO A B C D E F G 
0 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 
1 1 X 0 0 0 1 1 0 1 1 0 0 0 0 
2 1 X 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 
3 1 X 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 
4 1 X 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 
5 1 X 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 
6 1 X 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 
7 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
8 1 X 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 
9 1 X 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 
10 1 X 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 
11 1 X 1 0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1 
12 1 X 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 
13 1 X 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 
14 1 X 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 
15 1 X 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 
B X X X X X X 0 0 0 0 0 0 0 0 
RBI 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 
LT 0 X X X X X 1 1 1 1 1 1 1 1 
X = irrelevante 
RBO e RBI = apaga o display 
LT = acende o display total 
 
 
 
 
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4 – DISPLAY DE 7 SEGMENTOS 
 
 Um dos dispositivos usados para exibir números decimais é o Display de 7 segmentos. 
É formado por 7 leds identificados de A à G, podendo ser do tipo: 
Anodo comum: é do tipo em que, o anodo de todos os leds estão interligados entre si e 
ligados à +VCC. É aplicado nível baixo através de resistor no katodo do led que se queira 
acender. 
Katodo comum: é do tipo em que, o katodo de todos os leds estão interligados entre si 
e ligados à GND. É aplicado nível alto através de resistor no anodo do led que se queira 
acender. 
 As figuras abaixo mostram a configuração interna dos Display: 
 
Anodo
comum
A
B
F
G
C
E
D
Katodo
comum
A
F
B
G
E
C
D
 
 
 G F K A B
 A
B
C
D
 E
F
G
P
 E D K C P
DISPLAY KATODO
 COMUM
 FND 560
 
 
 
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1 1B
2 2C
3 3LT
4 4RBout
5 5RBin
6 6D
7 7A
8
C8
GND
GND
GND
GND
NC
NC
VCC
Projeto:
Contator/Decodificador/Display (+ Gerador de Funções)
GND
VCC
VCC
VCC
VCC
VCC
Clock
GND
10
9
B9 11
10 12
7490 7448
D11 13
A12 14
13 15
14 16
a
a
f
d
a
c
GND
GND
FND560
CATODO
COMUM
7x470Ω
4x470Ω
Fonte
5V
Gerador
Funções
D C B A
k
k
g
e
b
p
b
b
f
f
g
e
e
cc
p
d
d
+
-
+
-
 
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5 – MULTIPLEXADOR (Seletor de Dados) 
 
Um seletor de dados é a versão eletrônica de uma chave rotativa de sentido único. 
 A posição de qual entrada será selecionada é determinada no seletor de dados 
aplicando-se um número binário correspondente nas entradas de seleção eletrônica de dados 
(C, B, A). O seletor de dados permite que os dados fluam somente da entrada para a saída. 
 
 
Entradas Entradas 
 0 0 
 1 1 
1 2 1 2 
 3 Saída Y=1 3 Seletor Saída 
 4 4 de Y = 15 5 Dados 
 6 6 
7 7 
 
0 C 
1 B 
0 A 
Seletor eletrônico de Dados (entradas) 
 
 Na figura abaixo é mostrado um seletor de dados comercial e sua tabela verdade. Este 
CI da família TTL é identificado como seletor (multiplexador) de dados de 16 entradas com 
uma única saída invertida designada W (representada a inversão pela barra). 
 
 
 E7 1 24 VCC (5Vcc) 
 E6 2 23 E8 
 Data E5 3 22 E9 
 Inputs E4 4 21 E10 
 E3 5 20 E11 Data 
 E2 6 74150 19 E12 Inputs 
 E1 7 18 E13 
E0 8 17 E14 
 Strobe S 9 16 E15 
 Output W 10 15 A 
 Data Select D 11 14 B Data 
 GND 12 13 C Select 
 
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 Entradas Saída 
 
 Seleção de Entrada Strobe Entrada 
 
 D C B A S W 
 X X X X 1 X 1 
 0 0 0 0 0 E0 E0 
 0 0 0 1 0 E1 E1 
 0 0 1 0 0 E2 E2 
 0 0 1 1 0 E3 E3 
 0 1 0 0 0 E4 E4 
 0 1 0 1 0 E5 E5 
 0 1 1 0 0 E6 E6 
 0 1 1 1 0 E7 E7 
 1 0 0 0 0 E8 E8 
 1 0 0 1 0 E9 E9 
 1 0 1 0 0 E10 E10 
 1 0 1 1 0 E11 E11 
 1 1 0 0 0 E12 E12 
 1 1 0 1 0 E13 E13 
 1 1 1 0 0 E14 E14 
 1 1 1 1 0 E15 E15 
 Tabela Verdade 
 X = Irrelevante GND = 0 Vdc VCC = +5Vdc 
 
 Um sinal baixo (zero) na entrada Strobe ativará o seletor de dados e pode ser 
imaginado como sendo uma chave principal de ligar e desligar o CI (ativo em zero). 
 Considerando a tabela verdade, a linha 1 mostra a entrada S em nível alto, o que 
desativa a unidade inteira. A linha 2 mostra todas as entradas de seleção de entrada em baixo, 
bem como a entrada S, isto ativa a informação da entrada 0 a ser transferida para a saída W. 
Os dados na saída W aparecerão em sua forma invertida, como simbolizado pelo E0. À 
medida que a contagem binária no seletor de Entradas aumenta, cada entrada de dados é por 
sua vez conectada à saída W. 
 O multiplexador digital pode ser usado para transmitir uma palavra de 16 Bits paralelos 
em forma serial. Isto é conseguido conectando-se um contador na seleção de entradas 
contando de 0000 a 1111 Binário. 
 
 
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6 – SINAIS ANALÓGICOS E SINAIS DIGITAIS 
 
Sinais analógicos são aqueles que podem assumir qualquer valor dentro de 
determinados limites e que levam a informação na sua amplitude. 
Os sinais analógicos podem ser classificados em (a) variáveis e (b) contínuos. Os sinais 
analógicos variáveis são aqueles que eqüivalem (podem ser decompostas) a uma soma de um 
conjunto de senóides de frequência mínima é maior que zero. Um exemplo típico são os sinais 
senoidais de frequência constante (Fig. 10a), que representam a informação através de sua 
amplitude. Os sinais analógicos contínuos podem ser decompostos numa soma de senóides 
cuja frequência mínima é zero. Ou seja, trata-se de um sinal que tem um certo nível fixo 
durante um tempo indefinido (Fig. 10b). 
Fig. 10 - Sinais analógicos: (a ) Senoidal de frequência constante e (b) Contínuo. 
 
Apesar do avanço tecnológico, a maioria dos sensores produz um sinal de saída 
analógico; entretanto, já é possível conseguir um apreciável número de sensores com saída 
digital, como é o caso de medidores de ângulo, posição, nível, etc. 
Os sinais digitais são aqueles que estabelecem um número finito de estados entre os 
valores máximos e mínimo do sinal em estudo. 
O mais utilizado é o código binário, que somente pode ter dois níveis: 0 e 1. Uma 
variável binária recebe o nome de "bit". 
Dessa forma, para representar uma informação (sinal) se necessita de um certo número 
de variáveis binárias dependendo da variável e da precisão pretendida. 
As variáveis binárias podem ser apresentadas de duas formas diferentes: Série e 
Paralelo. 
a) Em Série : Mediante uma seqüência de níveis de 0 e 1 de um sinal digital. Na fig. 11 
se indica um sinal digital binário que representa o número 10011 no sistema de numeração 
binário. Este formado recebe o nome de "série". 
Fig. 11 - Sinal binário no formato série. 
 
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b) - em Paralelo: Mediante outros tantos sinais binários independentes. Assim, tem-se o 
número 10011 num único instante de tempo t1. Em instantes sucessivos podem ser formados 
números diferentes ( ex.: 01010 em t2, na Fig. 12). 
Fig. 12 - Sinal digital em formato "paralelo" 
 
O formato "serial" é considerado quando é utilizado só um fio, como no caso do 
"mouse" ou uma única linha de transmissão (fibra ótica, por exemplo) e o formato "paralelo" 
pode ser encontrado no caso das impressoras. 
 
 
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7 – CONVERSOR D/A E A/D 
 
Muitas vezes os sistemas digitais devem ser interligados com equipamentos 
analógicos. 
Um sinal digital é aquele que tem apenas dois níveis de tensão. Um sinal analógico é 
aquele que varia continuamente o nível de tensão desde uma tensão ou corrente mínima até a 
máxima. 
A figura abaixo ilustra uma situação típica onde a unidade ou sistema de 
processamento digital tem entradas e saídas analógicas. 
 Exemplo: 
 
 +Vcc 
 Saída 
 entrada conversor Sistema conversor Analógica 
 analógica A/D Digital D/A V 
 
 
 
 
A entrada é uma tensão contínua na faixa de 0 a 10Vdc. O codificador especial, um 
conversor analógico para digital (A/D), transforma a entrada analógica em informação digital. 
No lado da saída do sistema, um decodificador especial transforma a informação 
digital em uma tensão analógica. Este decodificador é chamado conversor digital para 
analógica (D/A). 
 
 
7.1 – CONVERSOR D/A 
 
 Entrada Binária 
 8 4 2 1 
 A 
 
 B 
 Conversor 
 C D/A Tensão de saída Analógica 
 
 D 
 
 Diagrama em Bloco 
 
 A tarefa de um conversor D/A é de transformar um número digital introduzido nas 
entradas Binária, em uma saída analógica (valor em mV). 
 O conversor D/A consiste em duas partes funcionais: 
- rede de resistores; 
- amplificador de soma. 
 
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A fig. Abaixo ilustra um diagrama esquemático de um conversor D/A e sua tabela 
verdade. 
 Av = Rf 
 Rin 
 Entradas Digitais Vout = Vin x Av 
 Vout = Vin x Rf 
 d c b a Rin 
 
 Rf 4K7 Av = ganho de tensão 
 Vin = Tensão de entrada 
 R4 R3 R2 R1Rin = Resistor de entrada 
 18K 39K 82K 150K + 12V Vout = Tensão de saída 
 
 2 7 
 Vin 
 12V Rede Resistiva 741 6 - Saída 
 3 Vout Analógica 
 4 + Negativa 
 
 - 12V 
 Amplificador de Soma 
 
 
ENTRADAS 
BINÁRIAS 
SAÍDA 
ANALÓGICA 
D C B A Vout 
0 0 0 0 
0 0 0 1 
0 0 1 0 
0 0 1 1 
0 1 0 0 
0 1 0 1 
0 1 1 0 
0 1 1 1 
1 0 0 0 
1 0 0 1 
1 0 1 0 
1 0 1 1 
1 1 0 0 
1 1 0 1 
1 1 1 0 
1 1 1 1 
 
OBS: Considerando a situação da tabela verdade onde a entrada é 0000, todas as 
chaves deverão ser ligadas à GND de modo que o Vin sendo 0V e a saída Vout também seja 
0V. 
 
 
 
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7.2 – CONVERSOR A/D 
 
O conversor A/D converte um sinal analógico (mV) em um sinal digital (binário). 
O CI AD573 é um conversor analógico para digital de 10 bits paralelo, com 
alimentação de +5V e –12V à –15V. Aceita como sinal analógico de entrada na configuração 
Unipolar de 0V à +10V, e na configuração Bipolar de –5V à +5V. 
Para configurar o AD573 como Unipolar, aplica-se nível 0 no pino BIPOLAR 
OFFSET e para configurar como Bipolar aplica-se nível 1 (+5V). 
Com uma pequena mudança de ±15mV na entrada analógica, é alterado a saída em 1 
bit. 
Na figura abaixo temos a descrição dos pinos. 
 Descrição dos Pinos 
Para acontecer a conversão, deve-se aplicar pulso de nível 1 (+5V) no pino 
CONVERT, onde neste instante o pino DATA READY vai a nível 1 por alguns instantes 
indicando conversão completada. 
Durante o pulso no CONVERT, os pinos HBE (Habilitação do Byte Alto) e o LBE 
(Habilitação do Byte Baixo) tem que estar em nível alto. 
Retirando o pulso no CONVERT (indo para baixo) e posteriormente HBE e LBE 
também a nível 0, o código digital é posto na saída digital binária paralela, representada na 
figura acima de DB0 a DB9. 
 
 
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8 – GERAÇÃO DE CLOCK 
 
No microprocessador Z-80, o circuito de oscilador tem que ser feito por meio de um 
circuito externo; já no 8085 em diante o oscilador é feito internamente necessitando de apenas 
um resistor e capacitor externo para determinar o valor da frequência. 
Cada operação básica do computador acontece em 3 ou 6 período de clock. A fig. 
abaixo mostra um exemplo básico de ciclo de instrução que consiste de 3 ciclos de máquina: 
busca do código de operação, leitura de memória e escrita de memória. Depois da busca do 
código de operação da instrução durante o ciclo de máquina M1, os ciclos seguintes movem o 
dado entre a memória e o processador central - CPU. 
 
 
Abaixo temos um projeto simples de circuito gerador de clock possível para a CPU Z-
80. Os projetos têm na saída um resistor pull-up (geralmente de 330Ω - ligado à +5Vcc ) para 
garantir o nível alto mais próximo de +5V possível, desta forma, o sinal de clock gerado irá 
alimentar sem grandes percas 
Em alguns projetos é usado um oscilador chamado CRISTAL que, quando por ele 
passar uma corrente elétrica com alimentação de 5Vcc, têm a característica de oscilar esta 
tensão com uma frequência por ele determinada. 
 
 
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9 – CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITAIS 
 
Os fabricantes de circuitos integrados ( CI ) desenvolveram muitas famílias de CI’s 
digitais, grupos que podem ser usados juntos na construção de um sistema digital. 
Um grupo de família é produzido usando tecnologia bipolar (TTL - Lógica Transistor 
Transistor), onde contêm partes comparáveis a transistores bipolares, diodos e discretos. Um 
outro grupo de família usa tecnologia de semicondutores de metal-óxido (MOS) onde contêm 
partes comparáveis aos transistores de efeito de campo de porta isolada (IGFET). 
Os CI (Circuitos Integrados) são divididos em grupos baseados na complexidade do 
circuito. Essas classificações são conceitos pelos quais uma função do sistema de subsistema 
importante e completa, é fabricada como um único microcircuito. 
 
1. SSI - integração em pequena escala (Small-Scale Integration): 
Número de portas: menos que 12. 
Dispositivos digitais típicos: portas e flip-flop. 
 
2. MSI - integração em média escala (Medium-Scale Integration): 
Número de portas: de 12 a 99. 
Dispositivos digitais típicos: somadores, contadores, decodificadores, 
codificadores, multiplexadores, 
demultiplexadores, registradores. 
 
3. LSI - integração em larga escala (Large-Scale Integration): 
Número de portas: de 100 a 9999. 
Dispositivos digitais típicos: Relógios digitais, pastilhas de memórias 
menores e calculadoras. 
 
4. VLSI - integração em muito larga escala (Very-Large-Scale Integration): 
Número de portas: de 10000 a 99999. 
Dispositivos digitais típicos: microprocessador, pastilhas de memória 
maiores e calculadoras avançadas. 
 
5. ULSI - Integração em Ultra-Larga Escala (Ultra-Large Scale Integration): 
Número de portas: acima de 100000. 
Dispositivos digitais típicos: microprocessadores avançados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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9.1 - TERMOS DE CI's DIGITAIS 
 
Vários termos que aparecem na literatura dos fabricantes de CI auxiliam o técnico na 
utilização e comparação das famílias lógicas. 
A figura abaixo define o nível lógico BAIXO e ALTO da família TTL e CMOS. 
 
A seção não-sombreada no lado da entrada é a região proibida. Uma entrada na figura a 
de 1,5V, por exemplo, teria resultados imprevisíveis na saída. 
Os CI's CMOS têm uma larga faixa de oscilação das tensões de saída aproximando-se 
de ambos os extremos da fonte de alimentação 3V a 15V (10V no exemplo b). CMOS têm 
também muito boa imunidade ao ruído. Essas duas características juntamente com o baixo 
consumo de potência, são listadas como vantagens do CI CMOS sobre o TTL. 
A saída de nível ALTO depende da resistência da carga de saída. Quanto maior a 
corrente de carga, menor a tensão de saída de nível ALTO. 
Observando a diferença de tensão na definição de uma entrada ALTA para a saída 
ALTA, iremos notar uma diferença de 0,4V. A razão desta diferença consiste em proporcionar 
a imunidade ao ruído. (insensibilidade do circuito digital aos sinais elétricos indesejáveis). 
Por causa das altas velocidades de operação de muitos circuitos digitais, os retardos de 
chaveamento interno tornam-se importantes. 
 
 
 
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A fig. abaixo mostra uma forma de onda dos retardos de propagação de um inversor 
TTL padrão. 
TP = tempo de propagação. 
L = Baixa. 
H = Alta. 
 
Entrada
Saída
Tempo (ns)
~20ns
TpLH
~15ns
TpHL
 
Os CI’s CMOS são de baixa velocidade com atraso de propagação de 25 a 100ns. Uma 
subfamília mais recente tem alta velocidade (High-Speed CMOS) com propagação de 8ns, 
exemplo o inversor 74HC04. 
Circuitos integrados são agrupados em família porque são compatíveis. Na fig. (a) 
abaixo temos um inversor TTL excitando um outro inversor. Neste caso, a corrente 
convencional flui do dispositivo de carga para a porta excitadora (driver) e para terra, neste 
caso o inversor excitador (driver) está drenando a corrente (drenar a corrente para terra) que 
pode ser até 1,6mA de uma carga TTL simples. Note o sentido da corrente. 
Quando a saída do excitador TTL vai para nível alto, é criada a fig. (b), onde o sentido 
da corrente convencional é invertido. Neste caso o inversor excitador (driver) está fornecendo 
corrente,que quando está excitando uma única carga, pode chegar apenas em 40μA. 
É comum em circuitos lógicos uma porta excitar várias outras. A limitação de quantas 
portas podem ser excitadas por uma única saída é chamada capacidade de saída (fan-out). O 
fan-out de um TTL é 10 e de um CMOS é 50. 
O consumo de potência é da ordem de 10mW por porta TTL padrão e pode ser tão 
baixa quanto 1mW por porta TTL de baixa potência. A família CMOS é conhecida por seu 
consumo de potência extremamente baixo e é largamente utilizada em produtos portáteis. 
 
 
 
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9.2 - CIRCUITOS INTEGRADOS TTL 
 
Melhorias nos circuitos lógicos TTL foram feitas conduzindo à subfamília da lógica 
transistor-transistor de CI's: 
 
1. TTL padrão (Standard TTL logic). 
Inscrição típica em CI: 7404 
 
2. TTL de baixa potência (low-power TTL logic). 
Inscrição típica em CI: 74L04 
 
3. TTL de baixa potência Schottky (low-power Schottky TTL logic). 
Inscrição típica em CI: 74LS04 
 
4. TTL Schottky (Schottky TTL logic). 
Inscrição típica em CI: 74S04 
 
5. TTL baixa potência avançada Schottky (advanced low-power Schottky TTL logic). 
Inscrição típica em CI: 74ALS04 
 
6. TTL avançada Schottky (advanced Schottky TTL logic). 
 Inscrição típica em CI: 74AS04 
 
As letras são usadas no meio do número da série 7400 para designar a subfamília. 
Projetistas de lógica digital têm de considerar 3 fatores importantes quando da seleção 
de uma família lógica: velocidade, consumo de potência e atraso de propagação. 
Os dispositivos da série TTL 7400 operam na faixa de temperatura de 0 a 70°C. A série 
TTL 5400 tem as mesmas funções lógicas, pois com uma faixa maior de temperatura de –55 a 
125°C (conhecido como série militar). 
As inscrições nos CI’s TTL variam de acordo com o fabricante. A fig. abaixo mostra 
inscrições típicas em CI digital TTL. 
 
 
 
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O prefixo DM (National,neste exemplo) é o código do fabricante. O número 7408 é dividido, 
onde 74 significa que é da família TTL de classe comercial e 08 indica a função do CI (4 
portas AND de 2 entradas). O sufixo N é o código do fabricante para encapsulamento em linha 
dupla. 
Na fig. (c) temos o CI SN74LS04N, onde o SN é o prefixo usado pela Texas 
Instrumentos. O 74 especifica TTL de classe comercial. O LS significa que é de baixa 
potência Schottky. O 04 especifica a função (6 inversores) e o N no final especifica um CI 
DIP (do inglês dual-in-line package, ou encapsulamento em linha dupla). 
 
 
9.3 - CIRCUITOS INTEGRADOS CMOS 
 
CI’s CMOS estão crescendo em popularidade por causa do seu baixo consumo de 
potência, alta imunidade a ruídos. Algumas funções analógicas disponíveis em CMOS não têm 
equivalentes nos TTL. 
Os fabricantes de CI CMOS produzem várias séries da família, tais como: 4000, 
74C00, 74HC00 e 74HCT00. Um CI da série 4000 é esboçado abaixo. 
 
 
O prefixo CD é o código do fabricante RCA. O sufixo E é para encapsulamento dual-
in-line. O 40 identifica que é da série 4000 dos CMOS. O 24 identifica a função (contador de 7 
estágios), e o B significa série CMOS com Buffer (amplificador ou reforçador de sinal). 
A série CMOS 74C00 tem funções e pinagem compatíveis com a série TTL 7400. 
Os fabricantes sugerem ao trabalhar com CI’s CMOS, que danos provocados por 
descargas estáticas e tensões transitórias sejam evitados por: 
1. Armazenamento em espuma condutora especial. 
2. Uso de ferro de solda com aterramento. 
3. Assegurar-se de que os sinais de entrada não excedam as tensões da fonte de 
alimentação. 
4. Conexão de todos os terminais de entrada não utilizados ao VCC ou GND (as saídas 
podem ser deixadas desconectadas).