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ENGC40 - Eletroˆnica Digital 1a Lista - Exerc´ıcios de Revisa˜o Prof. Paulo Farias 10 de abril de 2014 1. Na Figura 1 temos o circuito de decodificac¸a˜o de enderec¸os usado por um determinado microprocessador (MPU). Apesar de possuir 16 bits de enderec¸amento, este microprocessador so´ esta´ usando os oito bits mais significativos para decodificar os dispositivos mostrados. O co´digo do en- derec¸o e´ aplicado ao circuito lo´gico, que gera os sinais de selec¸a˜o RAM , ROM e I/O. Analise o circuito e identifique as faixas de enderec¸os que ativam os dispositivos representados. Figura 1: Decodificac¸a˜o de enderec¸os. 2. Aplique as formas de onda J, K e CLK mostradas na Figura 2 a um FF JK de transic¸a˜o negativa. Considere que inicialmente Q = 1 e determine a forma de onda da sa´ıda Q. Figura 2: Formas de onda. 1 3. Mostre como um FF D disparado por borda pode ser configurado para funcionar como um FF tipo T. 4. Um somador completo pode ser implementado de diversas formas. A Fi- gura 3 mostra como um somador completo pode ser constru´ıdo a partir de dois meio-somadores (HA-Half Adder). Construa uma tabela-verdade para esta configurac¸a˜o e verifique se este circuito funciona como um so- mador completo (FA-Full Adder). Figura 3: Full Adder. 5. Com o aux´ılio do datasheet do circuito integrado 74ALS163, analise os diagramas esquema´ticos mostrados na Figura 4. Responda as seguintes questo˜es para os dois casos: (a) Desenhe o diagrama de transic¸a˜o de estados para as sa´ıdas do con- tador. (b) Determine o mo´dulo do contador. (c) Qual a relac¸a˜o da frequeˆncia de sa´ıda do MSB com a frequeˆncia do clock? (d) Qual o ciclo de trabalho da forma de onda da sa´ıda do MSB? 2 Figura 4: Contadores. 6. Analise os contadores s´ıncronos da Figura 5. Desenhe os seus diagramas temporais e obtenha o mo´dulo de contagem de cada um. Figura 5: Contadores. 7. Projete um contador s´ıncrono usando FFs JK, que tenha a seguinte sequeˆncia: 0, 2, 5, 6 e repete. Os estados espu´rios devem ser direcionados para 0. 3 8. Refac¸a o projeto da questa˜o 7, sem nenhuma restric¸a˜o em relac¸a˜o aos estados espu´rios. Compare os projetos. 9. O circuito mostrado na Figura 6 usa treˆs multiplexadores de duas entradas. Determine a sua func¸a˜o lo´gica. Figura 6: Circuito baseado em multiplexadores. 10. Desenhe a forma de onda em Z (Figura 7). Figura 7: Gerador de forma de onda. 11. O circuito da Figura 8 mostra como um MUX de oito entradas pode ser usado para gerar uma func¸a˜o de quatro varia´veis lo´gicas, mesmo que existam apenas treˆs entradas de selec¸a˜o. (a) Construa a tabela-verdade do circuito. (b) Mostre que a equac¸a˜o do circuito e´: Z = C¯BA¯+DC¯B¯A+ D¯CB¯A¯ 4 Figura 8: Circuito baseado em multiplexador. 12. Considere o circuito da Figura 9. (a) Verifique se algum dos seguintes enderec¸os ativa o mo´dulo de memo´ria: 0x607F, 0x57FA, 0x5F00. (b) Determine a faixa de enderec¸os dessa memo´ria. (c) Suponha que outro mo´dulo de memo´ria seja acrescentado ao circuito, de forma a ser habilitado pela linha O¯4 do 74ALS138. Qual a sua faixa de enderec¸os? (d) E´ poss´ıvel ao microprocessador acessar as duas memo´rias ao mesmo tempo? Explique. 5 Figura 9: Interface entre microprocessador e memo´ria. 13. Usando um multiplexador de 4 entradas e com o mı´nimo poss´ıvel de portas lo´gicas, implemente a func¸a˜o: f(w1, w2, w3, w4, w5) = w¯1w¯2w¯4w¯5 + w1w2 + w1w3 + w1w4 + w3w4w5 14. Usando a estrutura representada na Figura 10, implemente a func¸a˜o lo´gica: f(w1, w2, w3) = w2w¯3 + w1w3 + w¯2w3 6 Figura 10: Bloco lo´gico. 15. Mostre como implementar a func¸a˜o lo´gica representada pela Tabela 1 usando 1 decodificador de 3 entradas e 1 porta OU. INPUT OUTPUT 000 0 001 1 010 1 011 1 100 0 101 1 110 1 111 0 Tabela 1: Func¸a˜o lo´gica. 16. Projete um contador up/down de 3 bits, usando flip-flops T. O contador deve incluir a entrada de controle U /D de tal forma que, se U /D = 0, a contagem e´ crescente. Se U /D = 1, o circuito se comporta como um contador decrescente. Equac¸a˜o do FF T: Qn+1 = TQn + TQn 7
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