Aulas Práticas de Sistemas Digitais

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Apostila de Aulas Práticas – Sistemas Digitais 
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AULA PRÁTICA 1 
Circui tos Lógicos 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI 7400 1 
CI7402 1 
Diodos emissores de luz (leds) 4 
Resistores de 100Ω 4 
 
Roteiro: 
1) Universalidade das Portas NAND e NOR 
 
a) Use portas NAND para criar as três expressões lógicas: OR, AND e 
NOT 
 
Faça a simulação em Proteus e em seguida use o protoboard para verificar 
com o uso de leds o funcionamento adequado do circuito. 
 
 
 
Para a ligação dos leds, será necessária a ligação de uma resistência de 100 
Ω em série com o mesmo para que ele não se danifique 
 
A K 
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b) Use portas NOR para criar as três expressões lógicas: OR, AND e NOT 
 
Faça a simulação em Proteus e em seguida use o protoboard para verificar 
com o uso de LEDS o funcionamento adequado do circuito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 AULA PRÁTICA 2 
Display de 7 segmentos 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI 7405 1 
CI7408 1 
CI7432 1 
Diodos emissores de luz (leds) 2 
Resistores de 100Ω 2 
Resistores de 1kΩ 1 
 
Introdução: 
Nesta aula prática iremos utilizar alguns CI’s que nos permitirão 
implementar os segmentos que compõem o display de 7 segmentos. Para 
podermos visualizar as informações binárias vindas dos CI’s utilizaremos 
displays de 7 (sete) segmentos. Que podem ser divididos em display tipo 
ânodo comum e tipo cátodo comum. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Analisando a figura anterior, observamos que os leds dos displays irão 
acender se aplicamos nível lógico 1 (um), nas entradas D,C,B, e A, para o 
display tipo cátodo comum e nível lógico 0 (zero) nas entradas para o tipo 
ânodo comum. 
 
A B C D a b c d e f g 
0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 
0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0 
0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 
0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1 
0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 
0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 
0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 
0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 
1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 
1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 
1 0 1 0 X X X X X X X 
1 0 1 1 X X X X X X X 
1 1 0 0 X X X X X X X 
1 1 0 1 X X X X X X X 
1 1 1 0 X X X X X X X 
1 1 1 1 X X X X X X X 
 
 
 
 
BCD 8421 9876543210 
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a: 
 
AB 
 CD 
00 01 11 10 
00 1 0 X 1 
01 0 1 X 1 
11 1 1 X X 
10 1 1 X X 
 
 
 
 
Roteiro: 
1) Faça o mapa K, projete e monte os segmentos b & c do display 
de 7 segmentos utilizando os CI’s 7405,7408 e 7432. Utilize o led para 
verificar os resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Para a utilização do CI7405 lembre que ele é coletor aberto, ou seja, 
se analisamos como um transistor, quando um sinal é aplicado em sua 
base, Vcc ou 1 em binário, então o transistor estará saturado circulando 
corrente através do resistor e portanto aparecerá uma tensão de 0 volts ou 
nível lógico 0 (zero) na saída. Da mesma forma se o sinal aplicado em sua 
base é 0 volts ou 0 em binário, então o transistor estará cortado, não 
circulando corrente no resistor e verificamos assim uma tensão de Vcc ou 
1 em binário na saída (coletor). Temos assim o funcionamento do inversor 
verificado. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Vcc ou 0 volt 
Vcc 
0 volt ou Vcc 
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AULA PRÁTICA 3 
Mult ip lexadores e Demul t ip lexadores 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI 7442 1 
CI74151 1 
Diodos emissores de luz (leds) 5 
Resistores de 100Ω 5 
 
Roteiro: 
1) Multiplexador 
Utilizaremos um multiplexador 8/1, ou seja, com 8 entradas e uma saída. 
O multiplexador “escolhe” um dos terminais de entrada de dados, através 
de uma combinação bem definida nos terminais de seleção, estabelecendo 
um canal entre a entrada escolhida e a saída. Assim, toda informação que 
estiver no terminal de entrada escolhido é transmitida à saída. 
Será utilizado o multiplexador 74151. O seu circuito interno, a tabela 
verdade e o diagrama de pinos estão representados a seguir: 
 
 
2M = N
 
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a) Aplique um sinal a uma entrada qualquer. 
b) Aplique sinais às entradas de seleção, correspondendo à entrada que 
se deseja transmitir para a saída. 
c) Verifique se o sinal de saída corresponde ao da entrada selecionada. 
 
 
Figura (1.2)- 
Diagrama de pinos 1 
 
Entrada 
de 
dados 
Entrada 
de 
dados 
Seleção 
de 
dados 
Strobe 
SaídaY
YSaída
 
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d) Repita o processo para outras três combinações de entradas de 
seleção. 
 
2) Demultiplexador 
Utilizaremos, também, um demultiplexador, cuja função é realizar a 
operação inversa de um multiplexador. Ou seja, escolhe-se um dentre 
vários terminais de saída, através de uma combinação binária nos 
terminais de seleção, estabelecendo um canal entre o terminal de entrada 
(terminal de dados) e a saída selecionada. É necessário a verificação e 
entendimento da tabela da verdade, referente ao decodificador “7442” 
utilizado como demultiplexador. O seu circuito interno, a tabela verdade e 
o diagrama de pinos estão representados a seguir: 
 
 
 
 
Saídas 
Entradas 
/Seleção Saídas 
 
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a) Considere que se deseja implementar um circuito em que, aplicando 
sinais nas entradas de seleção, faça-se com que a saída selecionada tenha o 
mesmo nível lógico de um sinal de entrada, podendo as demais saídas 
assumir níveis lógicos quaisquer. Como o 7442 pode ser usado para 
realizar este circuito? Realize a montagem. 
b) Qual das entradas do decodificador 7442 será empregada como entrada 
de dado do demux? Aplique um sinal nesta entrada. 
c) Aplique sinais nas entradas do 7442 a serem usadas como entradas de 
seleção. 
d) Verifique se a saída correspondente às entradas de seleção corresponde 
à informação de entrada (varie a informação de entrada para confirmar). 
Repita o processo para outras três combinações de entradas de seleção. 
 
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AULA PRÁTICA 4 
Flip-Flops 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI7400 1 
CI7473 1 
Diodos emissores de luz (leds) 2 
Resistores de 100Ω 2 
 
Roteiro: 
1) Flip-flop S-R com portas lógicas 
a) Faça a montagem indicada na figura. Use leds para verificar Q e 
Preencha a tabela. 
 
R
S
B
A
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Q
Q
Q
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S R Q 
0 1 
0 0 
1 0 
0 0 
1 1 
0 0 
 
b) Faça a montagem indicada na figura. Preencha a tabela. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Para que a lógica desse item 
funcione corretamente, antes 
de cada mudança de S e R, o 
CLK deve ser colocado em 
zero. 
S R CLK Q 
0 1 0 
 1 
0 0 0 
 1 
1 0 0 
 1 
0 0 0 
 1 
1 1 0 
 1 
0 0 0 
 1 
 
Q
A
B
CLK
R
S
 
Q
Q
Q
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c) Partindo dos resultados obtidos na tabela anterior, complete a tabela a 
seguir. 
S R Qn+1 
 Qn 
 1 
 0 
 ? 
 
2) Flip-flop J-K 
a) O CI7473 nos fornece dois flip-flops J-K. Utilize apenas um dos flip-
flop e preencha a tabela indicada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
J K CLK CLR Q 
1 0 1 
0 0 1 
0 1 1 
0 0 1 
1 1 1 
1 1 1 
 
b) Baseado na tabela anterior, complete a tabela a seguir. 
 
Figura 10.8 
Q
Pinos 
CLK1
RLC1
K1
CCV
J2
CLK2
RLC2
J1
Q1
Q1
Q2
Q2
GND
K2
4 
3 
1 
5 
6 
7 
2 
11 
12 
14 
10 
9 
8 
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Jn Kn Qn+1 
 Qn 
 1 
 0 
 
 
 
c) Faça as combinações indicadas na tabela e verifique os níveis lógicos de 
Q e 
CLR J K CLK Q 
1 1 0 
0 X X 
0 X X - 
 
 
 
 
Q
Q
Q
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AULA PRÁTICA 5 
Circui tos Ari tmét icos 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI 7408 1 
CI7432 1 
CI7486 1 
Diodos emissores de luz (leds) 3 
Resistores de 100Ω 3 
 
Roteiro: 
1) Somador 
Denomina-se circuito aritmético, aquele capaz de executar operações 
aritméticas, tais como, adição, subtração, multiplicação e divisão. Nesta 
prática, serão implementados circuitos digitais que realizam operações de 
soma e subtração no sistema binário. 
O projeto de um somador capaz de executar a soma de dois “bits” é 
denominado de somador incompleto ou meio somador. Na tabela, são 
apresentados a soma (S) de dois bits A e B e o respectivo transporte de 
saída ou “carry” (Ts) para todas as possíveis combinações de entrada. 
Entradas Saídas 
 Soma “Carry” 
A B S Ts 
0 0 0 0 
0 1 1 0 
1 0 1 0 
1 1 0 1 
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A seguir, apresenta-se a tabela verdade de um somador completo, o qual, a 
partir de dois bits de entrada e do transporte de entrada, determina a soma 
(S) e o transporte de saída (Ts). 
 
Entradas Saídas 
Te A B S Ts 
0 0 0 0 0 
0 0 1 1 0 
0 1 0 1 0 
0 1 1 0 1 
1 0 0 1 0 
1 0 1 0 1 
1 1 0 0 1 
1 1 1 1 1 
 
 
 
 
 
 
 
O circuito que permite a obtenção da soma de duas palavras (A e B), cada 
uma com dois “bits”, é obtido do cascateamento de um somador 
incompleto e um somador completo. O “carry” mais à esquerda (Ts2) será 
igual a 1 se a soma for superior a 3 (ou 11 em binário), não podendo ser 
B 
A 
Te 
Ts 
S 
S 
Ts 
A 
B 
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representada somente com as saídas S2 e S1. Neste caso, o próprio sinal 
Ts2 é usado como o bit mais significativo da soma (S3). 
 
 
 
 
 
 
 
a) Faça a montagem do somador paralelo, utilizando as portas lógicas 
disponíveis no CI’s 7408, 7432 e 7486. Utilize Led´s para verificar 
os resultados S3, S2 e S1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Subtrator 
Projete e monte um subtrator paralelo, utilizando as mesmas portas lógicas 
do item 1 e os led’s para a verificação das saídas S3,S2 e S1. 
Ts2 Te 
S.Completo 
A2 B2 
Ts1 
Meio Soma. 
A1 B1 
S2 S1 S3 
 
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AULA PRÁTICA 6 
Contadores 
 
Material utilizado: 
 
Material Quantidade 
Fonte de alimentação +5V 1 
CI7490 1 
CI7446 1 
Displays de 7 segmentos 1 
Resistores de 100Ω 7 
 
Roteiro: 
Para que as informações vindas do contador sejam corretamente 
apresentadas no display utilizamos decodificadores específicos 
correspondentes ao display empregado. No nosso caso, utilizaremos o 
CI7446 que é um decodificador de sete segmentos tipo anodo comum. 
 
LT* 
 
RBI* 
Entradas 
DCBA 
DCBA em 
decimal 
Saídas 
abcdefg 
 
Display 
 
RBO 
- - 0000 0 1111110 0 - 
- - 0001 1 0110000 1 - 
- - 0010 2 1101101 2 - 
- - 0011 3 1111001 3 - 
- - 0100 4 0110011 4 - 
- - 0101 5 1011011 5 - 
- - 0110 6 1011111 6 - 
- - 0111 7 1110000 7 - 
- - 1000 8 1111111 8 - 
- - 1001 9 1110011 9 - 
- - 1010 10 1110111 A - 
- - 1011 11 0011111 B - 
- - 1100 12 1001110 C - 
- - 1101 13 0111101 D - 
- - 1110 14 1001111 E - 
- - 1111 15 1000111 F - 
*Obs.: As entradas LT, RB0 e RBI devem ser deixadas livres. 
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Para podermos visualizar as informações binárias vindas do contador 
utilizaremos displays de 7 (sete) segmentos, que podem ser divididos em 
display tipo ânodo comum e tipo cátodo comum. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Analisando a figura anterior, observamos que os leds dos displays irão 
acender se aplicamos nível lógico 1 (um), nas entradas D,C,B, e A, para o 
display tipo cátodo comum e nível lógico 0 (zero) nas entradas para o tipo 
ânodo comum. 
1) Faça a ligação do display de 7 segmentos com o decodificador CI7446. 
Observe a tabela verdade do decodificador. Aplique sinais às entradas 
 
 
 
 
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DCBA , de acordo com a tabela, e veja se o símbolo mostrado no display é 
o correspondente a combinação 
 
2) CI74LS90 como contador síncrono de década 
Este CI é constituido de duas partes, que podem ser usadas separadamente, 
correspondentes a divisores de frequência por 2 e por 5. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
O flip-flop da esquerda faz com que um sinal aplicado em “A” tenha sua 
frequência dividida por dois em “QA”. Já os flip-flops restantes, fazem 
com que um sinal aplicado em “B” tenha sua freqüência dividida por cinco 
em “QD”. A “porta 1” controla as entradas “set” dos flip-flops das 
extremidades e a “porta 2” às entradas “reset” de todos os flip-flops. O 
contador resseta se o R0(1) e R0(2) assumirem nível 1 (um) e pelo menos 
uma das entrada R9´s assumirem nível lógico 0 (zero). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Para utilizarmos o CI7490 como contador de década, devemos ligar o pino 
12 (doze) ao pino 1(um), como mostrado a seguir. 
. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Com esta montagem, um sinal de frequência f colocado em “A” fará com 
que os sinais nas saídas tenham as seguintes frequências: 
 
SAÍDA FREQUÊNCIA 
QD f /10 
QC f /10 
QB f /5 
QA f /2 
 
Faça a montagem do contador e conecte-o com o decodificador. Aplique, 
alternadamente, Vcc e zerona entrada A do decodificador e observe no 
display se a mesmo está contando corretamente. 
 
 
 
 
 
 
 
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AULA PRÁTICA 7 
Linguagem de Descrição VHDL 
 
 
Roteiro: 
1) Escreva o código HDL na linguagem VHDL que irá produzir as 
seguintes funções de saída: 
X = A + B 
Y = AB 
Z = A + B + C