Lista de Exercícios - Eletrônica Digital (1)

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UNIDADE I: INTRODUÇÃO À ELETRÔNICA DIGITAL 
 
1. (Fácil) A Texas Instruments (ou simplesmente TI) é uma empresa estadunidense que 
desenvolve e fabrica semicondutores para fabricantes de eletrônicos. É líder no 
mercado na produção de DSPs, microcontroladores e conversores (ADCs e DACs). A TI 
está sediada em Dallas, nos Estados Unidos. Muitas inovações tecnológicas são 
atribuídas à empresa como os primeiros transistores de silício comercial, o primeiro 
circuito integrado (junto com a Fairchild Semicondutor) e a primeira 
máquina calculadora de bolso. O conversor analógico-digital (frequentemente 
abreviado por conversor A/D ou ADC) é um dispositivo eletrônico capaz de gerar uma 
representação digital a partir de uma grandeza analógica, normalmente um sinal 
representado por um nível de tensão ou intensidade de corrente elétrica. O circuito 
integrado DAC0808 da Texas Instruments é um conversor digital analógico de 08 bits, 
ele opera com tensão de alimentação de (VCC = 5 (V)). O conversor analógico-digital 
costuma operar em conjunto com o amplificador operacional, de forma a amplificar o 
sinal convertido. 
 
Considerando a expressão a seguir que determina a quantização (V/bit) de um conversor 
analógico digital, determine a precisão dele: 
 
 
Resposta: q = 20mV/bit 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Semicondutores
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletr%C3%B4nicos
https://pt.wikipedia.org/wiki/DSP
https://pt.wikipedia.org/wiki/Microcontrolador
https://pt.wikipedia.org/wiki/ADC
https://pt.wikipedia.org/wiki/Conversor_digital-anal%C3%B3gico
https://pt.wikipedia.org/wiki/Dallas
https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_Unidos
https://pt.wikipedia.org/wiki/Trans%C3%ADstor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sil%C3%ADcio
https://pt.wikipedia.org/wiki/Fairchild_Semiconductor
https://pt.wikipedia.org/wiki/Calculadora
2. (Médio) Porta lógica AND é uma operação lógica em dois estados lógicos operandos 
que resulta em um valor lógico verdadeiro somente se todos os operados tem um 
valor verdadeiro. Equivale a uma multiplicação. O circuito a seguir apresenta o modelo 
eletrônico com base em transistores de junção bipolar (TJB) da porta lógica AND e/ou 
E. 
 
A porta lógica AND (E) é um circuito lógico que possui ao menos duas entradas, e que 
fornece na saída o valor lógico 1 apenas quando todas as entradas também tiverem o 
nível lógico igual a 1 (alto). A expressão booleana para a operação lógica AND é 
indicada por um ponto. como em A.B, que se lê “A AND B” ou ainda “A e B”, e também 
podemos simplesmente representar essa mesma expressão lógica como AB (sem 
utilizar o ponto). O circuito integrado TTL que representa a porta lógica AND é 7411 e 
o circuito integrado CMOS que representa a mesma é o 4082, porém cada porta lógica 
possui 04(quatro) entradas, conforme figura a seguir. 
 
 
Em um dado momento, você precisa utilizar um CI 4082, porém utilizará tão somente 
02(duas) entradas, logo, apresente uma solução algébrica, de forma e utilizar uma 
porta AND de 04(quatro) entradas, porém utilizando somente 02(duas) variáveis de 
entrada. 
 
Resposta: sugestão (utilizar tabela verdade porta AND). 
 
 
 
3. (Difícil) A figura a seguir apresenta o comportamento mecânico de uma chave ao 
migrar de nível lógico (0) para nível lógico (1), esse período de transição denominou: 
bouncing, o qual do inglês significa “quicando”, ou seja, é um período de estabilização 
elétrica, conforme a seguir. 
 
Esse período de transição também é denominado de bounce time, que varia entre 
500µs até 1ms. Em um circuito lógico, quanto menor o bounce time, melhor e a 
qualidade da transição de borda de subida e/ou borda de descida. A figura a seguir 
apresente os níveis de tensão de um circuito com lógica TTL.
 
 
 
 
 
 
 
Considerando um bounce time (500µs), ou seja, tempo de carga máxima do capacitor, 
determine o tempo (µs) entre a região intermediária (0,8V até 2V). 
 
 
 
Resposta: RC = 100 µs, 20 µs para (0,8V) e 50 µs para (2V) 
Sugestão: Utilizar a proporcionalidade do gráfico acima. 
 
UNIDADE II: SISTEMA DE NUMERAÇÃO DIGITAL 
4. (Fácil) Os sistemas numéricos são descritos pelos grupos: decimal, binário, octal e 
hexadecimal, cuja aplicação está direcionada para a conversão (analógica/digital), 
transmissão da informação e reprodução da informação. O sistema binário é 
amplamente utilizado para transmissão elétrica da informação, já o sistema 
hexadecimal é mais utilizado no armazenamento de informações. Na conversão 
decimal-binário, trabalhamos com números decimais positivos, negativos, inteiros e 
fracionários. Considerando uma informação decimal medida em um voltímetro 
(12,35V), determina seu correspondente binário. 
 
Resposta: 1100.01011010 
 
 
5. (Médio) O sistema octal possui 08 caracteres (23) e o sistema hexadecimal possui 16 
caracteres (24), desta forma, eles possuem uma capacidade maior em relação ao 
sistema binário (21). Em determinadas ocasiões, necessitamos converter informações 
do sistema binário para octa e/ou hexadecimal, sem passar pelo sistema decimal. 
Considere o número em base 2 a seguir: 
 
110102 
 
Demonstre como é possível converter o número acima para (octal e hexadecimal) sem 
passar pelo decimal: 
 
328 
 
1A16 
 
Resposta: Octal (3 bits) e Hexadecimal (4 bits) 
 
 
 
 
 
6. (Difícil) Em nível de eletrônica, os bits 0 e 1 são representados através de valores de 
tensão. Por exemplo: o bit 0 pode ser representado por valores entre 0 e 0,3 volts. Já o 
bit 1 pode ser representado por valores entre 2 e 5 volts. Um bit (binary digit) é a 
menor e mais elementar unidade que os computadores utilizam para trabalhar. Ele 
pode assumir apenas dois valores: 0 ou 1. O padrão IEEE-754 descreve formatos de 
ponto flutuante, uma maneira de representar números reais no hardware. Há pelo 
menos cinco formatos internos para números de ponto flutuante que são 
representáveis no hardware direcionado pelo compilador MSVC. O compilador usa 
apenas dois deles. Após coleta de um valor decimal (3,38), você tem a missão de 
transformar esse valor para binário e realizar a transmissão elétrica do mesmo, desta 
forma, determine seu valor correspondente em binário, conforme protocolo IEEE 754 
de 1985 (utilize o exemplo a seguir). 
 
 
Resposta: 
0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 0 1 1 
 
Conteúdo sobre IEEE 754: https://carlosrafaelgn.com.br/Aula/Flutuante2.html 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
https://carlosrafaelgn.com.br/Aula/Flutuante2.html
UNIDADE III: LÓGICA COMBINACIONAL 
7. (Fácil) O Controlador Lógico Programável, conhecido como CLP é um computador que 
realiza finalidades específicas por meio de um programa que teve a sua criação por 
uma pessoa. Temos a possibilidade de falar que é um computador com competências 
variadas daquelas de um computador normal que fazemos o uso no nosso dia, o qual 
tem o seu objetivo para acessar a internet, realizar impressões, gravar vídeos entre 
outros. Ele é um dos controles que mais tem o seu uso nas indústrias, é um 
equipamento realizado com o objetivo de comandar e monitorar máquinas ou 
procedimentos industriais. O CLP - Controlador Lógico Programável conta com a 
possibilidade de realizar tarefas já programadas, e controlar sequencias de operações 
sem que seja preciso de nenhuma pessoa. Após análise de um sistema de acionamento 
elétrico de um motor de corrente alternada, verificamos o seguinte comportamento 
abaixo descrito. 
 
CIRCUITO DE 
COMANDO LÓGICO
A
C
B
X
 
 
Em nível de eletrônica, os bits 0 e 1 são representados através de valores de tensão. Por 
exemplo: o bit 0 pode ser representado por valores entre 0 e 0,3 volts. Já o bit 1 pode ser 
representado por valores entre 2 e 5 volts. Um bit (binary digit) é a menor e mais elementar 
unidade que os computadores utilizam para trabalhar. Ele pode assumir apenas dois valores:0 
ou 1. Com base neste comportamento, determine a expressão lógica booleana simplificada e 
construa o circuito lógico equivalente, com uso das portas lógicas. 
Resposta: 
 
 
 
 
 
 
http://images.google.com.br/imgres?imgurl=http://www.cprmotor.com/products_img/Single_three_phase_ac_asynchronous_electric_motors_IMB34.jpg&imgrefurl=http://www.cprmotor.com/&usg=__arfOWH5i3wLkN9PzPNfoCH4W_hQ=&h=500&w=500&sz=97&hl=pt-BR&start=1&um=1&tbnid=D9uY6w7gN-ivOM:&tbnh=130&tbnw=130&prev=/images?q=motor+AC&hl=pt-BR&safe=off&rlz=1T4DABR_pt-BRBR301BR302&um=1
8. (Médio) Maurice Karnaugh foi um físico americano, matemático e inventor conhecido 
pelo mapa de Karnaugh utilizado em álgebra Booleana. George Boole foi um 
matemático, filósofo britânico, criador da álgebra Booleana, fundamental para o 
desenvolvimento da computação moderna. Mapa de Karnaugh é um método de 
simplificação gráfico criado por Edward Veitch (1952) e aperfeiçoado pelo engenheiro 
de telecomunicações Maurice Karnaugh. Chamamos esse diagrama de mapa, visto 
este ser um mapeamento biunívoco a partir de uma tabela verdade da função que está 
a ser analisada. 
 
Ele é utilizado para simplificar uma equação lógica ou para converter uma tabela 
verdade no seu circuito lógico correspondente. O método de leitura por "mapa de 
Karnaugh" é considerado mais simples que a "álgebra Booleana", pois elimina o 
problema de erro nas simplificações. Porém quando utilizado mais de 06(seis) 
entradas, esse método se torna complicado, pois fica difícil identificar as células 
adjacentes no mapa. Para esse caso são utilizados soluções algorítmicas 
computacionais. 
Em um veículo automotor, após conectar o scanner, obtivemos os seguintes sinais 
lógicos, os quais estão expressos na tabela a seguir. 
T (°C) P (KPa) R (RPM) Tensão (V) 
0 0 0 1 
0 0 1 1 
0 1 0 1 
0 1 1 1 
1 0 0 0 
1 0 1 1 
1 1 0 0 
1 1 1 0 
 
Considerando a tabela verdade apresentada, construa o Mapa de Karnaugh (a) e 
apresente a expressão lógica Booleana simplificada (b). 
 
Resposta: 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Edward_Veitch
https://pt.wikipedia.org/wiki/Maurice_Karnaugh
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booleana
9. (Difícil) A minimização de circuitos lógicos combinacionais é empregada na redução de 
placas de circuitos impressos (PCIs), cujo objetivo é tornar um circuito elétrico menor, 
menos consumo de energia, menos matéria prima, consequentemente melhor 
eficiência. O método de leitura por "mapa de Karnaugh" é considerado mais simples 
que a "álgebra Booleana", pois elimina o problema de erro nas simplificações. Porém 
quando utilizado mais de 06(seis) entradas, esse método se torna complicado, pois fica 
difícil identificar as células adjacentes no mapa. Para esse caso são utilizados soluções 
algorítmicas computacionais. A tabela verdade a seguir apresenta os valores de saída 
das variáveis de entrada (A, B, C e D). Com base nesta tabela, construa o Mapa de 
Karnaugh e apresente a expressão lógica simplificada. 
 
A B C D S 
0 0 0 0 1 
0 0 0 1 1 
0 0 1 0 1 
0 0 1 1 1 
0 1 0 0 0 
0 1 0 1 0 
0 1 1 0 0 
0 1 1 1 0 
1 0 0 0 0 
1 0 0 1 0 
1 0 1 0 0 
1 0 1 1 0 
1 1 0 0 1 
1 1 0 1 1 
1 1 1 0 1 
1 1 1 1 1 
 
Resposta: 
 
 
 
 
 
https://pt.wikipedia.org/wiki/%C3%81lgebra_booleana