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UERGS – UNIVERSIDADE DO RIO GRANDE DO SUL CURSO SUPERIOR DE ENGENHARIA EM ENERGIA DISCIPLINA DE ELETRÔNICA I PROFº: GUSTAVO D. FERREIRA RELATÓRIO DE AVALIAÇÃO I NOME: BRUNA STEIL BONEBERG MATRICULA: 10102068 16 DE OUTUBRO, 2012 NOVO HAMBURGO - RS UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL 1. UM CIRCUITO QUE DE ACORDO COM A POSIÇÃO DA CHAVE DETERMINADOS VALORES SÃO MOSTRADOS NO DISPLAY a. PROBLEMA Dois silos retangulares com dimensões de 2x1x9 metros são utilizados para armazenar grãos. Os silos possuem sensores ultra-sônicos que medem o nível aproximado de grãos podendo variar entre 0 e 9 metros, em passos de 1 metro. Cada sensor envia o valor medido para um controlador eletrônico que o converte para um valor binário de 4 bits. A interface do circuito eletrônico com o usuário consiste em dois display de sete segmentos e uma chave seleção de 5 posições. De acordo com a posição da chave os seguintes valores são mostrados no display: níveis de grãos em cada silo, volume de grãos em cada silo e volume total de grãos. b. FUNCIONAMENTO Arranjou-se a transformação dos valores decimais dos sensores para BCD, dos dois silos. Para o cálculo do volume, este valor é multiplicado por dois para o calculo do volume total o volume de cada silo é somado. Todos os valores são conectados a um seletor de cinco chaves. Este seletor é então ligado a um conversor par display de sete segmentos. Para realizar esta conversão foi encontrado um problema que não foi resolvido, sendo este que como devido à multiplicação chega para o display oito bits de informação e como sendo o valor máximo possível de se chegar é igual a trinta e seis. Não utilizou-se apenas um conversor BCD para sete segmentos. c. DIAGRAMA Figura 1 – Diagrama de Blocos UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL d. CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO E TESTE Figura 2 – Simulação Computacional Fonte: Digital Works 3.04 2. UM GERADOR DE PARIDADE PAR E UM VERIFICADOR DE PARIDADE PARA UM VETOR DE 10 BITS. a. PROBLEMA Sempre que uma informação é transmitida de um dispositivo (o transmissor) para outro (o receptor), existe a possibilidade de que erros ocorram de modo que o receptor não recebe a informação idêntica àquela que foi enviada pelo transmissor. A causa principal de erros de transmissão são ruídos elétricos, que consistem em flutuações naturais de tensão ou corrente que estão presentes em diferentes graus em todos os sistemas eletrônicos. A Figura 3 é uma ilustração simples de um tipo de erro de transmissão. Figura 3 – Exemplo de ruído causando um erro na transmissão de dados digitais. A transmissão envia um sinal digital serial relativamente livre de ruídos através de uma linha de sinal para o receptor. Entretanto, quando o sinal atingi o receptor, ele contém um certo nível de ruído sobreposto ao sinal original. Ocasionalmente, o ruído é grande o suficiente em amplitude e altera o nível lógico do sinal como acontece no ponto x. Quando isso ocorre, o receptor pode interpretar UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL incorretamente aquele bit como 1 lógico, que não foi o que o transmissor enviou. Devido a isso, um dos esquemas mais simples e mais amplamente usados para a detecção de erros é o método da paridade. Deveria ficar claro que o método da paridade não funcionaria se dois bits estivessem errados, porque dois erros não mudariam a paridade par ou impar do código. Na prática, o método de paridade é usado apenas em situações em que a probabilidade de erros simples é muito baixa e a probabilidade de erros duplos é essencialmente zero. Quando o método de paridade está sendo usado, o transmissor e o receptor devem concordar, antecipadamente, se será usada a paridade par ou a paridade impar. Não existe vantagem de uma sobre a outra, embora a paridade par pareça ser usada mais frequentemente. O transmissor deve anexar um bit de paridade apropriado para cada unidade de informação que transmite. b. FUNCIONAMENTO Foi elaborado um gerador de paridade comportas lógica XOR na origem da transmissão de dados. Este gerador tem como saída valor 0 para números impares e 1 para números pares. Este dado é transmitido para um verificador de paridade no fim do circuito, que também montado com portas XOR acende um LED caso seja. c. DIAGRAMA UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL Figura 4 – Diagrama de Blocos d. CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO E TESTE Figura 5 – Simulação Computacional Fonte: Digital Works 3.04 3. UM SOMADOR/SUBTRADOR DE NUMEROS BCD APRESENTANDO O RESULTADO EM DOIS DISPLAYS DE SETE SEGMENTOS. a. PROBLEMA Implementar um somador/subtrator de números BCD utilizando portas lógicas básicas. O resultado deve ser mostrado em dois displays de sete segmentos. O somador não retorna um numero com sinal, logo o circuito deve possuir um estágio de entrada que, no caso da subtração, fará uma comparação dos números A e B, e irá acionar uma saída que indica erro no caso de A<B. Esta saída também deverá ser acionada no caso de A e/ou B não serem números BCD válidos. b. FUNCIONAMENTO Inicialmente, realizou-se a verificação de validade BCD nas entradas de dados A e B, caso uma delas não for um número BCD o LED será aceso. UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL Após a verificação, se estiver ocorrendo uma subtração, é feita uma verificação (A é menor que B) se isso ocorrer o LED acendera. É feita então a soma ou subtração, se no caos da soma o valor gerado é um numero de 5 bits o LED se acendera acusando um erro. Os dados são então transmitidos a 2 conversores BCD para 7 segmentos que foram reformulados através de uma tabela verdade para que fosse possível apresentar números de 0 a 15, este conversor é então conectado a 2 displays de 7 segmentos. c. DIAGRAMA Figura 6 – Diagrama de Blocos d. CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO E TESTE Figura 7 – Simulação Computacional Fonte: Digital Works 3.04 UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL 4. COMANDO DA ILUMINAÇÃO UTILIZANDO. a. ESPECIFICAÇÃO DO PROBLEMA Um prédio de 4 andares possui um interruptor de iluminação em cada andar. O acionamento de qualquer interruptor muda o estado da iluminação (aceso ou pagado). Projetar um circuito lógico do comando de iluminação. Um multiplexador digital ou seletor de dados é um circuito que lógico que aceita diversos dados digitais de entrada e seleciona um deles, em um certo instante, para a saída. O multiplexador atua como chave digital de varias posições, onde o código digital aplicado nas entradas de seleção controla qual entrada de dados será chaveada para a saída. b. FUNCIONAMENTO Inicialmente, foram usados 3 multiplexadores 4:1 sedo que em 2 deles foram colocados os interruptores ABCD nas entradas de endereço duas em cada um e na entrada de dados foram selecionados 2 em posição ligada e duas em posição desligada a saída destes dois multiplexadores foram ligadas na entrada de endereço do terceiro multiplexador este também com as entradas de dados duas ligadas e duas desligadas. c. DIAGRAMA Figura 8 – Diagrama de Blocos UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL d. CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO E TESTE Figura9 – Simulação Computacional Fonte: Digital Works 3.04 5. UM CIRCUITO DE 5 BITS COM PRIORIDADE CRESCENTE, APRESENTANDO EM UM DISPLAY DE 7 SEGMENTOS. a. ESPECIFICAÇÃO DO PROBLEMA Implementar um circuito lógico que tenha como entrada a palavra binária de 5 bits: A5A4A3A2A1. As entradas tem prioridade crescentes de A1 para A5, e para qualquer combinação, somente a entrada ativa de maior prioridade deve ser exibida em um display de sete segmentos. No caso de nenhuma das entradas estar ativa, o display deve ter todos os segmentos desligados. b. FUNCIONAMENTO Para o problema 5 foi elaborado uma tabela verdade de prioridade que gerou as seguintes equações: UNIVERSIDADE DO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL A partir delas foi montado o codificador de prioridade de e este foi ligado a um display de 7 segmentos. c. DIAGRAMA Figura 10 – Diagrama de Blocos d. CONSTRUÇÃO DO CIRCUITO E TESTE Figura 11 – Simulação Computacional Fonte: Digital Works 3.04
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