Operações Lógicas em Circuitos

Prévia do material em texto

<p>ROTEIRO DE PRÁTICA LABORATORIAL Nº 919021-1</p><p>1. Componente curricular: Sistemas Digitais</p><p>2. Título do roteiro de aula prática:</p><p>OPERAÇÕES LÓGICAS – A UTILIZAÇÃO DE PORTAS LÓGICAS</p><p>3. Tempo previsto: 50 minutos</p><p>4. Objetivos</p><p>Capacitar o aluno a compreender o funcionamento das condições lógicas de cada tipo de</p><p>porta lógica através de ferramentas de simulação, extraindo a tabela verdade de cada porta.</p><p>5. Referencial teórico</p><p>A forma na qual um circuito digital responde a um sinal de entrada é chamada de lógica</p><p>do circuito. Cada circuito digital opera obedecendo a um determinado conjunto de regras lógicas,</p><p>sendo chamado de circuito lógico.</p><p>Como os circuitos digitais trabalham com operações com elementos binários (0 e 1), é</p><p>possível utiliza a álgebra de booleana como uma ferramenta de análise e projeto de circuitos</p><p>digitais. A álgebra booleana é uma ferramenta matemática que nos permite descrever a relação</p><p>entre as saídas e entradas de um circuito lógico através de uma equação.</p><p>As portas lógicas possibilitam utilizarmos as funções lógicas, construindo circuitos que</p><p>representam uma condição lógica, podendo ser descrita por uma expressão gerada pela álgebra de</p><p>Boole. As portas lógicas são utilizadas em circuitos práticos através de circuitos integrados, sendo</p><p>construídas por blocos de transistores e foram largamente utilizadas em aplicações de transmissão</p><p>de dados, lógicas matemáticas, circuitos de controle, entre outras.</p><p>Segue o link das videoaulas de operações lógicas, disponíveis no canal do Professor:</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=Be5iw7Xa-04&list=PL0Jof3jcXYRNDTJ1vEPyfHaj7SbTAh3gN</p><p>6. Equipamentos necessários</p><p>Tabela 1 – Relação de equipamentos utilizados na aula prática</p><p>Item Quant. Descrição</p><p>1 1 Computador de uso geral com sistema operacional Windows</p><p>2 1 Software de simulação de circuitos Proteus</p><p>7. Simulações e análise de circuitos digitais</p><p>a) Com o software de simulação Proteus aberto, acesse na barra de ícones na lateral esquerda o</p><p>ícone ‘Components Mode’, depois clicando no botão P, selecione os componentes na biblioteca</p><p>‘Pick Devices’ de acordo com a Figura 1 mostrada a seguir:</p><p>Figura 1 – Simulação de uma porta lógica do tipo AND</p><p>b) Após o circuito lógico montado, realize a simulação através do botão em forma de seta,</p><p>localizado na parte inferior esquerda da tela (Run the simulation).</p><p>c) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta AND, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta AND</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>d) Agora, monte o circuito apresentado na Figura 2 (Porta OR) e realize a simulação através do</p><p>botão em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de</p><p>entrada possíveis.</p><p>Figura 2 – Simulação de uma porta lógica do tipo OR</p><p>e) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta OR, escreva a</p><p>equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta OR</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>f) Agora, monte o circuito apresentado na Figura 3 (Porta NOT) e realize a simulação através do</p><p>botão em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de</p><p>entrada possíveis.</p><p>Figura 3 – Simulação de uma porta lógica do tipo NOT</p><p>g) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta NOT, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta NOT</p><p>E S</p><p>0</p><p>1</p><p>h) Monte o circuito apresentado na Figura 4 (Porta NAND) e realize a simulação através do botão</p><p>em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de entrada</p><p>possíveis.</p><p>Figura 4 – Simulação de uma porta lógica do tipo NAND</p><p>i) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta NAND, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta NAND</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>j) Monte o circuito apresentado na Figura 5 (Porta NOR) e realize a simulação através do botão</p><p>em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de entrada</p><p>possíveis.</p><p>Figura 5 – Simulação de uma porta lógica do tipo NOR</p><p>k) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta NOR, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta NOR</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>l) Monte o circuito apresentado na Figura 6 (Porta XOR) e realize a simulação através do botão</p><p>em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de entrada</p><p>possíveis.</p><p>Figura 6 – Simulação de uma porta lógica do tipo XOR</p><p>m) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta XOR, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta XOR</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>n) Monte o circuito apresentado na Figura 7 (Porta XNOR) e realize a simulação através do botão</p><p>em forma de seta, verificando os níveis lógicos de saída em função de todos os valores de entrada</p><p>possíveis.</p><p>Figura 7 – Simulação de uma porta lógica do tipo XNOR</p><p>o) Com o circuito em modo simulação, estabeleça nas portas de entrada todas as condições lógicas</p><p>possíveis e tome nota dos valores de saída. Monte uma tabela verdade para a porta XNOR, escreva</p><p>a equação lógica que representa esta porta e desenhe o símbolo da porta de acordo com a norma</p><p>ANSI e IEC.</p><p>Porta XNOR</p><p>E1 E2 S</p><p>0 0</p><p>0 1</p><p>1 0</p><p>1 1</p><p>p) Consulte o datasheet do circuito integrado 74LS00 e informe quais são os valores de tensão que</p><p>representam os níveis lógicos 0 e 1.</p><p>q) Informe pelo menos um modelo de circuito integrados para cada porta lógica.</p><p>r) Uma porta NAND ou NOR pode ser utilizada para representar outra porta lógica? Cite um</p><p>exemplo.</p><p>8. Referências</p><p>IDOETA, I. V.; CAPUANO, F. G. Elementos de eletrônica Digital – 35ª Ed. 2003. Érica – São</p><p>Paulo – SP - ISBN: 8571940193</p><p>TOCCI, R. J.; WIDMER, N. S. Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações – 7ª Ed. 1998. LTC</p><p>Editora – Rio de Janeiro – RJ</p><p>Elaboração do roteiro: Prof. Lúcio Rogério Júnior Data: 17/05/2018</p><p>Revisão: Prof. Lúcio Rogério Júnior Data: 18/05/2018</p><p>Organização: Prof. Lúcio Rogério Júnior Data: 20/05/2018</p>