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1 Experimento 01 – Tabela Verdade Antônio Carlos Isidio Centro Universitário Uninter Polo Patos de Minas – Endereço: Av. Brasil, 252-Centro Cidade: Patos de Minas -MG - Brasil e-mail: antoniocisidio@yahoo.com.br Resumo. Nesse laboratório, demonstra de forma prática, como funciona os circuitos integrados e os sinais lógico 0 e 1. No experimento abaixo iremos ver as portas lógicas (OR, AND e NOT ) e montar a sua tabela verdade. Palavras chave: ( Porta lógicas OR,AND, NOT ). Introdução As portas lógicas são os circuitos lógicos mais básicos, dispositivos que realizam uma operação entre um ou mais sinais lógicos de entrada para produzir somente uma única saída. Estas operações são dadas pela álgebra booleana, expressada por uma função booleana, aonde as constantes e variáveis podem ter apenas dois valores possíveis, 0 ou 1. Na prática, os circuitos integrados representam esses dois valores por níveis de tensão distintos, interpretados como nível lógico baixo ou nível lógico alto. Procedimento Experimental Este experimento consiste em realizar uma montagem em protoboad de um circuito lógico combinacional utilizando circuitos integrados de portas lógicas TTL. Circuitos integrados as serem realizados. O circuito a ser montado é o seguinte: 2 Procedimentos de Montagem do Circuito 1º Passo: Conectar os cabos de saída do adaptador AC ao conector IN da fonte ajustável, os dois cabos podem ser inseridos em qualquer posição do conector, então conectar o adaptador AC à rede elétrica. Regular a sua tensão de saída para 5V±5%, medindo com o multímetro, conectando a ponteira vermelha na saída OUT + e a ponteira preta na saída OUT -, estando a chave seletora na posição de medição de tensão na escala de 20V e com o botão തതതതതതതതതതത/~ não pressionado para a medição DC. Após este ajuste desconectar o adaptador AC da rede elétrica (será ligado novamente apenas depois de estar com todo o circuito montado). 2º Passo: Realizar as conexões da entrada alimentação: • Conectar no protoboard o terminal de parafuso, que irá receber a entrada de alimentação, nos pon- tos d2, d4 e d6. • Inserir um cabo rígido vermelho entre o ponto b2 e o primeiro ponto da coluna de VCC. • Utilizar dois cabos flexíveis, um da cor azul e ou- tro da cor amarela, ambos com comprimento de 10cm e com suas pontas desencapadas, expondo 0,5cm do cabo. Então ligar uma das extremidades do cabo azul no terminal OUT (–) da fonte ajus- tável e uma das extremidades do cabo amarelo no terminal OUT (+) da fonte ajustável. Então ligar a outra extremidade do cabo azul no terminal de parafuso que está na posição b4 do protoboard e a outra extremidade do cabo amarelo no terminal de parafuso que está na posição b2 do protoboard. 3º Passo: Conectar no protoboard os circuitos integrados 7404, 7408 e 7432, posicionados um em seguida do outro, tendo as suas pernas do lado direito conectadas nas linhas da coluna f e as suas pernas do lado esquerdo conectadas nas linhas da coluna e. Identifica-se o topo do circuito integrado por uma marcação conhecida por chanfro que identifica o lado que está o seu pino 1. 4º Passo: Conectar os pinos de alimentação dos circuitos integrados nas colunas de alimentação utilizando cabos rígidos. Portanto, o pino 14 de cada circuito integrado na coluna VCC com um cabo rígido vermelho e o pino 7 de cada circuito integrado na coluna GND com um cabo rígido azul. 5º Passo: Fazer as conexões nos circuitos integrados conforme o circuito apresentado utilizando cabos rígidos de cores e tamanhos diversos, respeitandose sempre a configuração de ligações do protoboard. Obs: ter certeza que a alimentação de energia está desligada. Dica: você pode testar a continuidade das ligações utilizando o multímetro com a chave posicionada em o))) conferindo se ocorre um bip entre os pontos que se deseja interconectar. 6º Passo: Ligar a alimentação do circuito. Conferir a alimentação dos circuitos integrados com o multímetro tendo a chave central na posição de medição de tensão na escala de 20V e com o botão തതതതതതതതതതത/~ não pressionado para a medição DC. Conforme foi regulada a saída da fonte ajustável, a alimentação VCC dos circuitos deve apresentar o valor de 5V±5%. 7º Passo: Começar a aplicar nas 3 chaves de entrada as combinações de 0 e 1 (0V e 5V, respectivamente), verificando para qual delas acende o LED de saída. Utilize o analisador lógico disponível no seu osciloscópio para acompanhar o resultado da mudança das entradas e resposta na saída. Então preencher a tabela verdade. Inserir um cabo rígido azul entre o ponto b4 e o primeiro ponto da coluna de GND. Montagem do circuito integradoSN74LS08N. FIGURA: 01 Com o analisador lógico em operação: Canais 0, 1 e 2(entradas 0 e 1; saída 2) em nível logico alto com os interruptores das portas 01 e 02 abertos o LED fica acesso: FIGURA: 02 Com o analisador lógico em operação: Canais 0, 1 e 2(entradas 0 e 1; saída 2) em nível logico alto com os 3 interruptores das portas 01 e 02 abertos o LED fica acesso: Com o interruptor fechado na porta 01, o canal 1 permanece alto, o canal 0 e 2 fica baixo e o LED apaga. FIGURA: 03 Com o interruptor fechado na porta 02, o canal 0 fica alto e os canais 1 e 2 ficam baixos e o LED apaga: FIGURA: 04 Com os 2 interruptores fechados nas portas 1 e 2, os três canais ficam baixos e o LED apaga: FIGURA: 05 Montagem prática com circuito integrado SN74LS32N em operação: FIGURA: 01 Com o analisador lógico em operação: Canal 0; canal 1 e canal 2(entradas 0 e 1; saída 2) em nível logico alto com interruptores da porta 01 e porta 02 abertos e o LED fica acesso. FIGURA: 02 Com o interruptor fechado na porta 01 e aberto na porta 02, o canal 0 fica baixo, os canais 1 e 2 permanecem altos e o LED permanece acesso. FIGURA: 03 Com o interruptor fechado na porta 02 e aberto na porta 01, o canal 0 e o canal 02 permanecem altos e o canal 1 fica baixo, com o LED permanecendo acesso. FIGURA: 04 4 Com os dois interruptores fechados na porta 01 e porta 02, o canal 0, canal 1 e canal 2 ficam em nível baixo e o LED apaga: FIGURA: 05 Montagem prática com circuito integrado SN74LS04N em operação: FIGURA: 01 Com o analisador lógico em operação: Canal 0 (entrada) está em nível logico alto e o canal 1 (saída) está em nível logico baixo com interruptor da porta 01 aberto, o LED fica apagado: FIGURA: 02 Com o analisador lógico em operação: Canal 0 (entrada) está em nível logico alto e o canal 1 (saída) está em nível logico baixo com interruptor da porta 01 aberto, o LED fica apagado: Com o interruptor da porta logica 01 fechado, o canal 0 (entrada) está em nível logico baixo e o canal 1 (saída) está em nível logico baixo, e o LED acende. FIGURA: 03 Montagem prática final com os circuitos integrados SN74LS04N, SN74LS08N e SN74LS32N. FIGURA: 04 Com o analisador lógico em operação: Canal 0 e canal 2 em nível logico alto e canal 1 com nível logico baixo, interruptores da porta 01, porta 02 e porte 03 abertos e o LED fica acesso: FIGURA: 05 Com o analisador lógico em operação: Canal 0, canal 1 e canal 2 em nível logico baixo com interruptores da porta 01 fechado e porta 02 e porta 03 aberto e o LED fica apagado: FIGURA: 06 5 Com o analisador lógico em operação: Canal 0, canal 1 e canal 2 em nívellogico baixo com interruptores da porta 02 fechado e porta 01 e porte 03 aberto e o LED fica apagado: SITUAÇÃO DO LED FIGURA: 07 Com o analisador lógico em operação: Canal 0 e canal 2 em nível logico alto, canal 1 com nível logico baixo, os interruptores portas 1 e 2 abertos, interruptor porta 3 fechado e o LED acende: FIGURA: 08 Com o analisador lógico em operação: Canal 1 e o canal 3 em nível logico alto, canal 1 com nível logico baixo, os interruptores portas 1, porta 2 e porta 3 fechado e o LED acende: FIGURA: 09 TABELA VERDADE CIRCUITO NO MULTISIM BLUE S1 S2 S3 LED 0 0 0 Aceso 0 0 1 Apagado 0 1 0 Apagado 0 1 1 Apagado 1 0 0 Aceso 1 0 1 Aceso 1 1 0 Aceso 1 1 1 Aceso TABELA VERDADE A B C (A.B) +~C 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 6 Conclusão: O resultado obtido na montagem pratica no protoboard foram exatamente iguais os obtidos no circuito simulado no Multisim, o LED acende ou apaga após sinal de abertura ou fechamento das chaves instaladas de acordo com o sinal das entradas. Tornando assim um melhor entendimento dos circuitos integrados e suas aplicações do dia a dia. 7 Experimento 02 – Flip-Flop Antônio Carlos Isidio Centro Universitário Uninter Polo Patos de Minas – Endereço: Av. Brasil n° 252 Bairro: Centro Cidade: Patos de Minas – MG - Brasil E-mail: antoniocisidio@yahoo.com.br Resumo. Este experimento consiste em realizar uma montagem em protoboard de um circuito lógico sequencial utilizando circuitos integrados de portas lógicas TTL. O circuito a ser montado é o seguinte (para a montagem em protoboard ligar os pinos CLR e PR em VCC, este circuito abaixo tem os pinos SET e RESET ligados em GND apenas para a simulação no MultiSIM): Palavras chave: (Flip-Flop, Tabela Verdade, Expressões) Introdução Em eletrônica e circuitos digitais, um flip-flop, multi- vibrador biestável, ou simplesmente biestável, é um circuito digital que pulsado capaz de servir como uma memória de um bit. Um flip-flop tipicamente in- clui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de re- lógio, e um sinal de saída, apesar de muitos flip-flop comerciais proverem adicionalmente o comple- mento do sinal de saída. Alguns flip-flop também in- cluem um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flop são implementados na forma de cir- cuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal de re- lógio faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na equação característica do flip-flop. Procedimento Experimental Procedimentos de Montagem do Circuito 1º Passo: Conectar os cabos de saída do adaptador AC ao conec- tor IN da fonte ajustável, os dois cabos podem ser in- seridos em qualquer posição do conector, então conec- tar o adaptador AC à rede elétrica. Regular a sua tensão de saída para 5V±5%, medindo com o multímetro, co- nectando a ponteira vermelha na saída OUT + e a pon- teira preta na saída OUT -, estando a chave seletora na Posição de medição de tensão na escala de 20V e com o botão não pressionado para a medição DC. Após este ajuste desconectar o adaptador AC da rede elétrica (será ligado novamente apenas depois de estar com todo o circuito montado). 2º Passo: Realizar as conexões da entrada de alimentação: Co- nectar no protoboard o terminal de parafuso, que irá re- ceber a entrada de alimentação, nos pontos d2, d4 e d6. Inserir um cabo rígido vermelho entre o ponto b2 e o primeiro ponto da coluna de VCC. Inserir um cabo rí- gido azul entre o ponto b4 e o primeiro ponto da coluna de GND. Utilizar dois cabos flexíveis, um da cor azul e outro da cor amarela, ambos com comprimento de 10cm e com suas pontas desencapadas, expondo 0,5cm do cabo. Então ligar uma das extremidades do cabo Figura 01: Circuito Experimento 02 8 Azul no terminal OUT (–) da fonte ajustável e uma das extremidades do cabo amarelo no terminal OUT (+) da fonte ajustável. Então ligar a outra extremidade do cabo azul no terminal de parafuso que está na posição b4 do protoboard e a outra extremidade do cabo ama- relo no terminal de parafuso que está na posição b2 do protoboard. 3ºPasso: Conectar no protoboard os circuitos integrados 74112 (serão utilizados dois), posicionados um em seguida do outro, tendo as suas pernas do lado direito conectadas nas linhas da coluna f e as suas pernas do lado esquerdo conectadas nas linhas da coluna e. Identifica-se o topo do circuito integrado por uma marcação conhecida por chanfro que identifica o lado que está o seu pino 1. 4º Passo: Conectar os pinos de alimentação dos circuitos integra- dos nas colunas de alimentação utilizando cabos rígi- dos. Portanto, o pino 14 de cada circuito integrado na coluna VCC com um cabo rígido vermelho e o pino 7 de cada circuito integrado na coluna GND com um cabo rígido azul. 5º Passo: Fazer as conexões nos circuitos integrados conforme o circuito apresentado utilizando cabos rígidos de cores e tamanhos diversos, respeitando-se sempre a configu- ração de ligações do protoboard. Obs.: ter certeza que a Alimentação de energia está desligada. Dica: você pode testar a continuidade das ligações utilizando o multímetro com a chave posicionada em o))) confe- rindo se ocorre um bip entre os pontos que se deseja interconectar. 6º Passo: Ligar a alimentação do circuito. Conferir a alimentação dos circuitos integrados com o multímetro tendo a chave central na posição de medição de tensão na es- cala de 20V e com o botão não pressionado para a me- dição DC. Conforme foi regulada a saída da fonte ajus- tável, a alimentação VCC dos circuitos deve apresentar o valor de 5V±5%. 7º Passo: Começar a aplicar na chave de entrada de clock os pul- sos de 0 e 1 (0V e 5V, respectivamente), verificando a sequência de acendimento dos LEDs das saídas. Utilize o analisador lógico disponível no seu osciloscópio para acompanhar o resultado da mudança das entradas e res- posta na saída. Então preencher a tabela de transição de estados, considerando o estado inicial 0002. TABELA DE ESTADO ESTADO ATUAL Entradas de Controle Próximo Estado C B A JC KC JB KB JA KA C B A 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 TELAS DO OSCILÓSCOPIO Fig:01 Channel alto 1,2,3 9 Fig:02 Channel alto 1,4,5,6 Fig:03 Channel alto 1,4,6 Fig:04 Channel alto 1,2,3,6 Fig:05 Channel alto 1,2,5 Fig:06 Channel alto 1,4 Fig:07 Channel alto 1,4,5,6 Fig:08 Channel alto 1,2,5,6 Procedimentos Teóricos 1). Desenhe o diagrama de estados. FIG: 09 Diagramas de estados 10 2). Desenhe e simule o circuito no software MultiSIM Blue. FIG: 10 Diagrama no MultiSim FIG: 11 Diagrama noprotoboard FIG: 12 Diagrama no protoboard 4). Quais foram as conclusões sobre esta atividade? Houve dificuldades? Os resultados dos procedimentos experimentais deram iguais aos resultados dos proce- dimentos teóricos e da simulação? R: conclui-se diante dos experimentos que é possível conferir na prática os resultados da tabela verdade e das expressões lógica, ficando definitivamente comprovado que os resultados teóricos e práticos são iguais. Com relação as dificul- dades, tive no circuito com o desenho do esquema de Ligação do GND sendo correta no VCC, com isso perdi Um bom tempo. Referências http://www.newtoncbraga.com.br https://pt.wikipedia.org.br www.uninter.com 11 Experimento 03 – Decodificador Antônio Carlos Isidio Centro Universitário Uninter Polo Patos de Minas – Endereço: Av. Brasil n° 252 Bairro: Centro Cidade: Patos de Minas – MG - Brasil E-mail: antoniocisidio@yahoo.com.br Resumo. Este experimento iremos realizar uma montagem na protoboard de um circuito lógico sequencial utilizando circuitos integrados de portas lógicas TTL. O circuito a ser montado tem como objetivo entender e ver na pratica o funcionamento dos circuitos integrados contadores e decodificadores fazendo a montagem de um circuito lógico. Palavras chave: (Flip-Flop, Tabela Verdade, Expressões) Introdução Os codificadores e decodificadores são circuitos que transformam informações obtidas de determinada ma- neira em uma informações em outra forma de código que possam ser usadas pelos circuitos seguintes. Como a transformação dos códigos que ocorrem com maior frequência nos circuitos digitais são as que envolvem a passagem de sinais na forma binária para a forma digi- tal e vice-versa, os termos codificadores e decodifica- dores são específicos para estes tipos de si-nais. Procedimento Experimental Procedimentos de Montagem do Circuito 1º Passo: Conectar os cabos de saída do adaptador AC ao conec- tor IN da fonte ajustável, os dois cabos podem ser in- seridos em qualquer posição do conector, então conec- tar o adaptador AC à rede elétrica. Regular a sua tensão de saída para 5V±5%, medindo com o multímetro, co- nectando a ponteira vermelha na saída OUT+ e a pon- teira preta na saída OUT -, estando a chave seletora na posição de medição de tensão na escala de 20V e para a medição DC. Após este ajuste desconectar o adapta- dor AC da rede elétrica (será ligado novamente apenas depois de estar com todo o circuito montado).. 2º Passo: Realizar as conexões da entrada de alimentação: Co- nectar no protoboard o terminal de parafuso, que irá re- ceber a entrada de alimentação, nos pontos d2, d4 e d6. Inserir um cabo rígido vermelho entre o ponto b2 e o primeiro ponto da coluna de VCC. Inserir um cabo rí- gido azul entre o ponto b4 e o primeiro ponto da coluna de GND. Utilizar dois cabos flexíveis, um da cor azul e outro da cor amarela, ambos com comprimento de 10cm e com suas pontas desencapadas, expondo 0,5cm do cabo. Então ligar uma das extremidades do cabo azul no terminal OUT (–) da fonte ajustável e uma das ex-tremidades do cabo amarelo no terminal OUT (+) da fonte ajustável. Então ligar a outra extremidade do cabo azul no terminal de parafuso que está na posição b4 do protoboard e a outra extremidade do cabo ama- 12 relo no terminal de parafuso que está na posição b2 do protoboard. 3ºPasso: Conectar no protoboard os circuitos integrados conta- dor 7490 e decodificador 4511 (serão utilizados dois de cada), e os dois displays de 7 segmentos, posicionados um em seguida do outro, tendo as suas pernas do lado direito conectadas nas linhas da coluna f e as suas per- nas do lado esquerdo conectadas nas linhas da coluna e. Identifica-se o topo do circuito integrado por uma marcação conhecida por chanfro que identifica o lado que está o seu pino 1.. 4º Passo: Conectar os pinos de alimentação dos circuitos integra- dos nas colunas de alimentação utilizando cabos rígi- dos. Portanto, o pino 14 de cada circuito integrado na coluna VCC com um cabo rígido vermelho e o pino 7 de cada circuito integrado na coluna GND com um cabo rígido azul. 5º Passo: Fazer as conexões nos circuitos integrados conforme o circuito apresentado utilizando cabos rígidos de cores e tamanhos diversos, respeitando-se sempre a configu- ração de ligações do protoboard. Obs.: ter certeza que a Alimentação de energia está desligada. Dica: você pode testar a continuidade das ligações utilizando o multímetro com a chave posicionada em o))) confe- rindo se ocorre um bip entre os pontos que se deseja interconectar. 6º Passo: Ligar a alimentação do circuito. Conferir a alimentação dos circuitos integrados com o multímetro tendo a chave central na posição de medição de tensão na es- cala de 20V e com o botão não pressionado para a me- dição DC. Conforme foi regulada a saída da fonte ajus- tável, a alimentação VCC dos circuitos deve apresentar o valor de 5V±5%. 7º Passo: Começar a aplicar na chave de entrada de clock os pul- sos de 0 e 1 (0V e 5V, respectivamente), verificando a ontagem no display de 7 segmentos. Utilize o analisa- dor lógico disponível no seu osciloscópio para acom- panhar o resultado da mudança das saídas do contador. Então preencher a tabela de operação do circuito. TABELA DE ESTADO TABELA 01: 7490B TABELA 02: 7490ª Procedimentos Teóricos 4). Quais foram as conclusões sobre esta atividade? Houve dificuldades? R: Esta atividade mostrou de forma prática como funciona os decodificadores tornando assim uma melhor compreensão da matéria. Não encontrei dificuldade, pois o desenho e o roteiro está muito bem explicado. 13 Fig: 02 Montagem do circuito. Fig:03 Montagem com osciloscópio Fig:04 A= 0/B=0 Fig:05 A= 1/B=1 Fig:06 A= 2/B=2 Fig:06 A= 3/B=3 Fig:07 A= 4/B=4 Fig:08 A= 5/B=5 14 Fig:09 A= 6 Fig:10 A= 7 Fig:11 A= 8 Fig:11 A= 9 Referências http://www.newtoncbraga.com.br https://pt.wikipedia.org.br www.uninter.com . 15
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