relatorio c lógico

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INSTITUTO FEDERAL DO MARANHÃO
Alan Carvalho da Silva
Gabriel Cutrim Silva
Maria Clara Balbino da Rocha
Rosângela Oliveira França
RELATÓRIO TÉCNICO DE ATIVIDADES PRÁTICAS
SANTA INÊS - MA
2022 
Alan Carvalho da Silva
Gabriel Cutrim Silva
Maria Clara Balbino da Rocha
Rosangela Oliveira França
RELATÓRIO TÉCNICO DE ATIVIDADES PRÁTICAS
Relatório técnico apresentado à disciplina Circuitos Lógicos II, como requisito para obtenção de nota na Etapa 2 e 3 da referida disciplina.
Professor: Robert Nunes
SANTA INÊS - MA
2022
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO	4
2. OBJETIVO	4
3. MATERIAIS E METODOLOGIA	4
3.1. Equipamentos utilizados	5
3.2. Tabela de componentes	6
4. MONTAGEM DOS CIRCUITOS E RESULTADOS	7
5. CONCLUSÃO	9
6. REFERÊNCIAS	10
7. ANEXO ( DATASHEET)...................................................................................11
1. INTRODUÇÃO
Com o avanço da tecnologia, o uso da eletrônica digital se faz presente em várias aplicações da atualidade. (TECMUNDO, 2013). Todo desenvolvimento de produtos eletrônicos nos últimos anos, tem o uso dos circuitos integrados.
Os CIs possuem componentes de agrupamentos de portas logicas, capaz de identificar a lógica Booleana, através dos pinos de entrada, podendo identificar os valores altos ou baixos, enviando a resposta para o pino de saída (MOL,2019).
Na aula prática foi apresentado as funções de alguns dos equipamentos de circuito lógico, como o kit de eletrônica digital e circuitos integrados (4511,4818, 555). Onde o discente teve que montar, testar os circuitos integrados na protoboard, para que ao final fosse reproduzido um circuito lógico na protoboard com os três CIs apresentados.
2. OBJETIVO
Familiarizar com a função e a lógica de cada circuito integrado, e conhecer os equipamentos de circuito lógico para saber fazer a aplicação dos equipamentos na protoboard. Aprender a montar um experimento baseado em circuitos integrados discretos. Fazer o teste das tabelas verdades para os circuitos acima, conectando as entradas nas chaves seletoras e a saída nos LEDs. Fazer isso para as portas: Portas AND; Portas OR; Portas XOR. Desenhar o diagrama de conexões a partir do modelo elétrico vistos na Parte I e II. Montar os circuitos o circuito. testar o circuito.
3. MATERIAIS E METODOLOGIA
Para utilizarmos um display anodo comum é necessário acrescentar transistores ou operadores lógicos nas saídas dos pinos do CD4511, que inviabilizaria a sua aplicação.
CD4541 é um circuito integrado que atua como um decodificador 4818 (Código Binário, Decimal) para display 7 segmentos. O CD4541 utiliza 4 entradas e 7 saídas que controlam os LEDs dos segmentos do display.
A vantagem de se usar o decodificador CD4511 é que ele utiliza somente 4 portas digitais, tornando o circuito mais simples e deixando mais portas livres para uso de outros componentes como sensores, atuadores, módulos.
3.1. Equipamentos utilizados
Os Materiais utilizados do kit eletrônico digital foram:
· Kit de Eletrônica Digital
· Display de 7 segmentos
· Protoboard
· fontes de alimentação Vcc (5v) e GND (terra)
· Jumpers
· CIs (4511, 4518, 555)
· Multímetro
3.2. Tabela de componentes e equipamentos
	Kit de Bancada Digital
	
	Placa base recursos
	Protoboard
	
	No mínimo utilizar protoboard com 830 pontos
	Jumpers
	
	Kit cabos ligação macho / macho/macho-femea.
	CD 4511
	
	 CD4511BE da Texas Instruments
	Display de 7 segmentos
	
	Display catodo/catodo comum com CD4511
	CD 4518
	
	Circuito Integrado CD4518
	CI 555
	
	Circuito Integrado CD555
O Kit de Eletrônica Digital traz em sua placa base recursos que permitem realizar diversas experiências em eletrônica digital. A proposta desse kit é que as experiências sejam montadas em matriz de contatos (protoboard) e conectados aos recursos de estímulos e análise da placa base. O kit é provido de uma área de montagem (4 matrizes de contatos de 550 pontos cada uma) que permitem a construção das experiências mais complexas. Os recursos do kit incluem chaves geradoras de níveis lógicos pulsativas e retentivas, geradores de sinais, LEDs para monitoramento dos estados das saídas, displays de LED de sete segmentos, e relés para acionamento de cargas externas.
 
Figura 1: Kit de Eletrônica Digital
O Display de 7 segmentos é um componente eletrônico utilizado para apresentar informações visuais. Possui apenas 1 dígito, formado por 7 segmentos de LEDs acionados de forma independente mais o LED do ponto que fica no canto inferior direito do display. Desta forma é possível formar caracteres de 0 a 9, hexadecimais de “A” a “F”, e algumas letras do alfabeto latino. O display e formado pelo arranjo de LEDs (diodos emissores de luz) encapsulados em um invólucro apropriado, controlados individualmente, que podem estar acesos ou apagador, formando assim o caractere desejado. É possível encontrar no mercado, displays de catodo comum e de anodo comum.
Figura 2: Display de 7 segmentos
O Protoboard é conhecido como a matriz de contatos ou placa de prototipagem, a protoboard é uma placa que possui furos e conexões internas para montagem de circuitos, utilizada para testes com componentes eletrônicos. Sua maior vantagem de uso é que ele dispensa a necessidade de solda para conectar tais circuitos. A protoboard é uma placa de ensaio que serve como um protótipo de um aparelho eletrônico, com uma matriz de contatos que possibilita construir circuitos de teste sem que haja necessidade de solda e, assim, garantindo segurança e agilidade em diferentes atividades.
Figura 3: Protoboard
Os Jumpers são pequenos fios condutores que podem ser conectados a uma protoboard para interligar dois pontos do circuito em projetos eletrônicos, geralmente utilizados em conexões com Arduino, Raspberry Pi, Bancada Digital entre outros. Esses fios coloridos possuem conectores simples na ponta que podem ser facilmente encaixados nos furos da protoboard.
 
Figura 4: Jumper macho/fêmea
4. MONTAGEM DOS CIRCUITOS E RESULTADOS
O CD4511 é um CI que tem a função de receber entradas BCD e apresentar o resultado, decodificando para um display de 7 segmentos.
Exemplo: ENTRADAS BCD -> CD4511 -> Saída de 7 Segmentos
É um CI que tem 16 pinos e a combinação dele é: 2 Pinos para alimentação (VDD, VSS), 4 entradas BCD: A, B, C, D. Tem 7 saídas que são as saídas para os 7 segmentos do display (a, b, c, d, e, f. g. E tem 3 pinos de controle: LT/, BI/, LE.
	O pino LT (lamp test), são entradas de teste de lâmpada para testar o display. Verificando se nas conexões todos os segmentos serão acionados. 
	O BI (Blank Imput) ou o Apagamento é utilizado para desligar ou modular por pulso o brilho da tela. E o pino LE (latch Enable) que tem a função de armazenar um código BCD. Ele trava e mantém um determinado número no display de 7 segmento.
O primeiro circuito utiliza-se o display de 7 segmentos chamado catodo comum. O Display de 7 segmentos é um componente que não possui mais do que 9 leds. Cada led está separado por segmentos como: a, b, c, d, e, f, g. Esses leds de 7 segmentos possui pinos internos conectados a cada led e também possui dois pinos comuns. O Anodo comum, o pino comum no display de 7 segmento é conectado a todos os 8 pinos positivos dos leds.
Para o display funcionar devemos conectar um pino no VCC e aterrar o pino de segmento necessário para liga-lo. Para fazer um led de um determinado seguimento brilhar, basta ligar o pino comum junto ao pino do segmento. Existem dois tipos de display de 7 Segmentos: O catodo comum e Anodo comum. O pino central é conectado ao GND, e o codificador 4511 é conectado ao display de 7 segmentos na protoboard. Logo em seguida, é conectado o codificador 4511 nos pinos Lamp test e Blanking. No passo seguinte, ele é conectado as fontes de alimentação VCC(5v). Já o pino latch é ligado no GND e a alimentação do CD4511 é de 5V. Conectamos 4 pinos digitais da bancada nas entradas A0, A1, A2 e A3 respectivamente. 
Após, conectadas todas as entradas, vamos para as saídas do codificador 4511 que são organizadasde “A” a “F”. Logo, basta ligarmos os pinos do chip aos pinos correspondentes do display, e enviamos um valor em binário para as portas de entrada, conforme o display espiral o valor é correspondente em decimal. As saídas do 4511 serão conectadas com as entradas do display das seguintes formas: O pino, de saída 13 do codificador corresponde ao segmento A, será conectado no pino 7, do display, o pino 12 do codificador corresponde ao segmento B, que será conectado a entrada do Pinos 6 do display correspondente a entrada B. O pino 11 do codificador corresponde ao segmento C, que será conectado ao pino de entrada 4 do display. O pino 10 do codificador corresponde ao segmento D, que será conectada no pino de entrada 2 do display. O pino 9 do codificador corresponde ao segmento E, que será conectado no pino 1 do display. O pino 15 do codificador corresponde ao segmento F, que será conectado no pino 9 do display. O pino 14 do codificador corresponde ao segmento G, que será conectado ao pino 10 do display. Agora enviamos um valor em binário para as portas de entrada.
No primeiro teste, foi utilizado o CIs ou (7 4 3 2), ele contém 8 pinos de entrada (1 e 2; 4 e 5; 9 e 10; 12 e 13) e 4 pinos de saída (3, 6, 8, 11).
No primeiro passo inserir o CI no centro da protoboard entre um espaço e outro (isso para não ter nenhum problema no circuito), em seguida usei os jumpers para conduzir eletricidade das fontes de alimentação para o circuito integrado, pegando a alimentação do Vcc (5v) colocando no pino 14, e a GND(0v) colocando no pino 7. Depois usei os jumpers para fazer a ligação de duas chaves (LEDs verdes) com o Circuito integrado, inserindo as chaves nos pinos de entrada 1 e 2 do CIs, em seguida conduzo a saída do pino 3 para o LED vermelho. Esse CIs tem a função de retornar valor alto (1) Caso exista um ou mais entrada de valor alto, se todas as entradas tiverem valor baixo o pino de saída resulta em valor baixo.
No segundo teste, foi utilizado o circuito integrado AND (7 4 0 8) esse CI 's contém 8 pinos de entradas (1 e 2; 4 e 5; 9 e 10; 12 e 13) e 4 pinos de saída (3 ,6, 8, 11). Primeiro passo foi inserido o CIs no centro da protoboard, depois transferir a eletricidade das fontes de alimentação de 5v para o pino 14 e a fonte de alimentação de 0v para o pino 7 com os jumpers, depois fiz a ligação das duas chaves (LEDs verde) para os pinos de entradas do CIs AND 1 e 2. em seguida conectei o pino de saída da CIs ao LED vermelho usando um jumper. Esse CIs tem como função de retornar um valor alto (1) se todas as entradas forem de valor alto, caso contrário o pino de saída resultará em valor baixo. No terceiro teste foi utilizado o circuito integrado inversor (7 4 0 4). diferentes dos CIs ‘AND’ e ‘ou’ esse CIs contém 6 pinos de entrada (1, 3, 5, 9, 11, 13) e 6 pinos de saída (2 ,4, 6, 8, 10, 12). E Colando o CIs no centro da protoboard entre um espaço e outro, em seguida fiz a ligação das fontes de alimentação no CIs Vcc(5v) no pino 14 e GND(0v) no pino 7 usando o jumper, depois usei os um jumper novamente para conduzir o valor da chave para o pino 1 do CIs. por fim levo o resultado da inversão que se encontra no pino 2 para o LED vermelho. Esse circuito tem como função de inverter um valor. Ex: Se o pino de entrada recebe um valor alto o pino de saída resulta em valor baixo.
O último teste foi utilizado todos os CIs apresentados, os alunos teriam que reproduzir o seguinte circuito lógico. O primeiro passo foi colocar a fonte de alimentação Vcc (5v) nos 14 das CIs AND, CIs ou e CIs Inversora logo após foi colocado GND (terra) nos pinos 7 das CIs AND, CIs ou e CIs Inversora. o seguinte passo é fazer a ligação das duas chaves para o pino 1 e 2 da Cis AND, ao lado do jumper ligado ao CIs AND foi colocado a ponta de dois outros jumpers um em cada entrada para conduzir a mesma eletricidade da chave para a CIs inversora inserindo nos pinos 1 e 3, logo após pego o resultado da inversão da CIs nos pinos 2 e 4 e conduzo para CIs AND e com a ajuda do jumper, onde faço a ligação nos pinos 4 e 5. o próximo passo eu pego o resultado do circuito AND no pino 3 e conduzo para o pino 1 da CIs ou, depois pego o resultado do circuito inversor + AND no pino 6 e levo para o pino 2 do CIs ou, por fim conduzir esse resultado que se encontra no pino 3 para o LED vermelho.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Com os testes feitos na aula prática obtivemos os seguintes resultados: No primeiro teste com CIs ou o circuito lógico funcionou corretamente como na tabela verdade mostrada. Para fazer um led de um determinado seguimento brilhar, basta ligar o pino comum junto ao pino do segmento. A letra "a" é o digito menos significativo e o "d" é o mais significativo. Vejamos na imagem abaixo: 
Os resultados foram: O BI ligado ele apaga os seguimentos, e como a chave inversora então, caso tenha número 1 no display fica como o 0 (zero), como se estivesse apagado. Quando o LT está ligado, testa todos os seguimentos. 
Entrada D =0, C= 0, B = 0, A = 0, a saída é 0 (Zero), O terminal “g”, fica com a saída = 1 então ele não liga. Por que ele só ativa em nível lógico baixo. Todas as entradas recebem o digito 0 (zero) em binário. 
Quando tem o número 1 temos para o barramento "a" o número 1. Para o barramento B, C o número 0 (zero). Então é ativado o seguimento B e o C.
Para o número 2 ele vai ativar o barramento "a" o "b", "c", "d" e o barramento "g".
Foto do circuito em aula prática
Os resultados correspondem a tabela verdade de entrada e saídas no display de 7 Segmento.
	Entrada (BCD/Binário)
	Saídas 7 segmentos
	Display
	D
	C
	B
	A
	a
	b
	c
	d
	e
	f
	g
	
	0
	0
	0
	0
	1
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	1
	1
	
Alguns erros observados durante as ligações dos jumpers, devido a uso por continuo de aulas alguns componentes queimados, ou ligações em curto. Porém não encontrei erros graves nos jumpers. fizemos algumas tentativas, substituindo componentes, display a fim de que quando fosse acionado cada segmento, resultasse o valor no display conforme a tabela verdade.
 
CONCLUSÃO
Com base nos testes feitos, a junção dos CIs pode resultar em diferentes resultados, dependendo do modo do circuito feito. Ao fazer um circuito no kit eletrônico digital exige atenção e cuidado, pois com tantas condições de fios elétricos pode queimar alguma pessoa ou levar um choque.
 REFERÊNCIAS
MOL, Rian, Circuitos Lógicos – Lógica Booleana em CIs, filipeflop, 2019
Disponivel em: Acesso em: 11/01/2022.
Como Funciona Um Circuito Integrado? TECMUNDO, 2013, Disponivel em: Acesso em: 11/01/2022.
Capuano, Francisco Gabriel. Laboratório de Eletricidade e Eletrônica/ Francisco Gabriel Capuano, Maria Aparecida Mendes Marino-24. Ed.-São Paulo: Érica,2007.
BRAGA, Newton tecnologia do circuito integrado.	newtoncbraga.com.br,2001. 
Disponivelem: Acesso em: 11/01/2022.
ANEXOS A- Drivers de decodificador de trava de LED CMOS BCD para 7 segmentos (CD4511B)
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