729620_Labsisdig-Roteiro-Aula-2

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PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DE MINAS GERAIS 
Laboratório de Sistemas Digitais 
Guia de Aula 
Elaborado por: Prof. Dilmar Malheiros Meira 
 
Laboratório de Sistemas Digitais Janeiro 2014 1 
 
Aula 2 
 
Conceitos Básicos (continuação). 
Tecnologia TTL 
 
 
 
 
Definição dos grupos e dos temas do artigo sobre Famílias Lógicas 
 
 
Funções Lógicas Elementares 
 
 
 Inversão (NOT) 
 
 
 
 
 AND ● OR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Portas Lógicas Elementares 
 
 
 
 
 
 
 
 
A x 
0 1 
1 0 
A B x 
0 0 0 
0 1 0 
1 0 0 
1 1 1 
A B x 
0 0 0 
0 1 1 
1 0 1 
1 1 1 
AX 
BAX  BAX 
A X A
+
- R1
x
 
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Funções e Portas Lógicas Compostas 
 
 
 NOR NAND 
 
 
 
 
 
 
 
 
EX-OR EX-NOR 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
A 
B BABAABBAx  BABABAx 
ABx  BAx A 
B 
B 
A 
A 
B 
7486: Quad EX-OR 74266: Quad EX-NOR (O.C.) 
A 
B 
A 
B 
+
-
BA
x
B
A
+
-
x
X 
X 
7402: Quad NOR 
7400: Quad NAND 
 
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Níveis de Integração de C.I.s 
 
Escala Sigla Portas por chip 
Pequena SSI Até 12 
Média MSI 13 a 99 
Grande LSI 100 a 9.999 
Muito Grande VLSI Acima de 10.000 
 
 
 
Identificação de C.I.s 
 
 
aa bb ccc ddd ee 
SN 74 LS 00 N 
 
 
aa identificador do fabricante 
SN (Semiconductor Network) foi originalmente utilizado 
pela Texas Instruments. Fairchild utiliza o identificador 
DM (Digital Monolithic). Outros fabricantes usam outros 
identificadores. 
bb identificador da família lógica 74 para TTL; 40, 45 ou 74C para CMOS 
ccc identificador da subfamília F, H, L, LS, AS, ALS, etc., para TTL 
ddd identificador da função lógica pode variar de 00 a 999 
ee identificador do tipo de encapsulamento 
faixa de temperatura de trabalho, etc. Varia de fabricante 
para fabricante 
 
 
Encapsulamento 
 
 
 
 SUFIXO J SUFIXO N SUFIXO D 
 CERÂMICO PLÁSTICO SOIC 
 
 
 
 
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Numeração dos pinos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Utilização de chaves polarizadas para implementação de sinais 
digitais de entrada 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Representação simplificada de uma chave polarizada: 
 
 
 
 
 
Todas as entradas precisam ser interligadas. 
Entrada “flutuante” pode ser interpretada como zero lógico ou um lógico, dependendo da 
tecnologia que estiver sendo utilizada. 
Na tecnologia TTL, uma entrada “flutuante” equivale a um um lógico. 
Na tecnologia CMOS, uma entrada “flutuante” pode causar a queima do circuito. 
 
 
R  1,8 k 
Ver Malvino, Eletrônica Digital, 
vol. 1, item 6.8, págs. 299-300 e 
Tocci, Sistemas Digitais, 8ª ed., 
item 8.6, págs. 379-380. 
 
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Ligando cargas às saídas dos circuitos lógicos 
 
 Correntes máximas suportadas pelas saídas das portas lógicas. Exemplo típico para a família 
TTL: IOH=-0,4mA IOL=8mA. Essas correntes podem não ser suficientes para acender um 
LED. 
 Observar o conceito de “fan-out”: número máximo de portas lógicas da mesma família que 
podem ser acionadas por uma determinada porta lógica. 
 Corrente máxima suportada por um LED: tipicamente na faixa de 10 a 20mA. Em geral, é 
necessário um resistor em série para limitar a corrente que passa pelo LED quando ele é 
acionado. 
 
 
 
Circuitos de saída típicos: “totem pole” e “coletor aberto” 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Consulta a Data Sheets 
 
 Data books em papel 
 Data books em meio eletrônico disponíveis nos computadores do laboratório 
 Data sheets disponíveis na Internet: 
http://gauss.sdsmt.edu/eeshop/ttl.htm 
http://www.alldatasheet.com/ 
http://www.skot9000.com/ttl/ 
http://www.datasheet4u.net/TTL/ 
 
 
 
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O Módulo Digital Zilocchi MPL-D10EX 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Matriz de contatos (“Proto-board”) para montagem de circuitos eletrônicos. 
 Fontes de alimentação de +5V, +12V e -12V. 
 Chaves para entrada de sinais digitais, do tipo alavanca, com LEDs e circuitos anti-bounce. 
 Chaves Push-Button, ativas em nível lógico alto e ativas em nível lógico baixo. 
 LEDs de monitoração de sinais digitais (saída de dados). 
 Displays de sete segmentos, com conversores de código binário para código hexadecimal. 
 Detector de níveis lógicos, com ponta de prova e display para indicação dos níveis 0, 1, A, 
F e P. 
 Gerador de onda quadrada em 1 MHz, 100KHz, 10KHz, 1KHz, 100Hz, 10Hz, 1Hz, 0,5Hz 
e 0,1Hz. 
 
 
Procedimentos de montagem 
 
 Etapa 1. Desenhar o circuito que vai ser montado; 
 Etapa 2. Identificar quais os circuitos integrados que serão utilizados; 
 Etapa 3. Numerar os CI’s e identificar seus pinos; 
 Etapa 4. Confeccionar uma lista com tipos e quantidades; 
 Etapa 5. Dispor os circuitos integrados no protoboard de forma organizada; 
 Etapa 6. Efetuar as ligações dos pinos de alimentação (Vcc e GND) de todos 
os CI’s; 
 Etapa 7. Efetuar as demais ligações; 
 Etapa 8. Procurar utilizar fios de cores diferentes nas ligações para facilitar o 
processo de conferência. 
 
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 Etapa 9. Conferir todas as ligações; 
 Etapa 10. Solicitar a presença do professor para a conferência final; 
 Etapa 11. Verificar se a chave TTL/CMOS está na posição TTL; 
 Etapa 12. Energizar o circuito. 
 
 
 
Tarefa de laboratório 
 
Efetue a montagem e verifique o funcionamento do circuito integrado 74LS11. 
 
 
 
 
Para-casa 
 
a) Apresente as tabelas-verdade e as expressões booleanas de cada uma das três operações 
lógicas (ou funções lógicas) elementares. 
b) O que é uma porta lógica elementar? Apresente o símbolo e descreva o funcionamento de 
cada uma das três portas lógicas elementares. 
c) Apresente os símbolos e as tabelas-verdade das principais portas lógicas compostas 
(NAND, NOR, EX-OR e EX-NOR). 
d) Projete um circuito que execute a comparação de dois números binários (A e B) de 2 bits 
cada e que apresente na suasaída o nível alto apenas quando os dois números apresentarem 
o mesmo valor (A = B). O número A é composto pelos dígitos A1 A0 e o número B pelos 
dígitos B1 B0. IMPORTANTE: O seu projeto deve utilizar apenas 3 portas lógicas.