AP Lógica programável

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Experimento – Circuito lógico em VHDL 
Centro Universitário UNINTER 
Curso de Engenharia Elétrica 
Fábio Silveira Goularte 
fabio-goularte@live.com, 1287967 
 
 
Resumo. O avanço das tecnologias, nos leva hoje a níveis muito complexos em nossas 
operações industriais e de automação e eletrônica. Dentro deste contexto, vamos abordar o 
conhecimento sobre o controle discreto atribuído pelo VDHL, uma ferramenta muito eficaz 
no controle de sinais por meio de software; que acoplado a um circuito TTL, demostra a 
realização de diversas variações de controle discreto que podem ser verificadas por meio de 
tabela verdade conforme demonstra o FPGA. 
 
Palavras chave: (experimento, comparação, VDHL) 
 
1 Introdução 
 
Os dispositivos lógicos programáveis (PLDs), juntamente com a teoria básica de eletrônica 
digital, permitem a implementação e síntese de circuitos digitais desde simples portas lógicas 
até os mais complexos sistemas digitais em um único chip. 
Através dos estudos abordados durante o período letivo, é possível demonstrar o 
funcionamento do sistema em VHD que viabilizou as atuações de todas as portas lógicas de 
ordem primária, as quais são as mais utilizadas e efetivas em projetos de eletrônica e 
automação industrial. 
2 Procedimento Experimental 
 
O experimento consiste em realizar 2 montagens de 1 circuito lógico combinacional: opção 
circuito 1 S = (A AND (NOT B)) OR ((NOT A) AND B. 
Foi elaborado a montagem do circuito , feito a tabela verdade e testado o comparativo entre 
o circuito previamente montado e a programação executada em VHDL, criado no ambiente 
Altera Quartus II. 
Neste ambiente foi feita a associação entre as portas de entrada e portas de saída definidas 
pelo projeto. 
Foi aferida a tensão de alimentação e tensão aplicada aos pinos de entrada e saída, 
observando-se os níveis de tensão de acordo com sua condição na tabela verdade. Assim é 
possível de se avaliar na prática a reação no componente quanto ao comparativo a sua 
condição no programa. As operações no nível lógico de I/O teoricamente estão entre 0V e 3V; 
a fonte de alimentação utilizada para alimentar o componente família TTL opera em 5V e os 
pinos de tensão estarão entre 0V e 5V. 
O circuito foi montado conforme descrição técnica evidenciada na atividade prática, 
seguindo à risca as mesmas e considerando demais orientações pertinentes ao bom uso dos 
materiais e ferramentas dispostos para a execução da atividade. 
 
 
 
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2.1. Resultado do experimento 
 
Abaixo, obtemos a sequência de elementos necessários e elaborados para a execução do 
experimento: Diagrama elétrico do circuito, Tabela verdade do circuito, montagem do circuito 
lógico em VDHL e medições por osciloscópio dos resultados aferidos do circuito montado. 
 
 
 
Figura 1: Circuito 1: Diagrama esquemático e Tabela verdade do circuito; 
 S = (A AND (NOT B) OR (NOT A) AND B); 
 
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Figura 2: Descrição VHDL do circuito lógico; Opção 1: 
S = (A AND (NOT B) OR (NOT A) AND B); 
 
 
Figura 3: Associação de pinos do FPGA na ferramenta Pin Planner; 
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Opção 1: S = (A AND (NOT B) OR (NOT A) AND B); 
 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 4: Diagrama de tempo (Altera Quartus); 
Opção 1: S = (A AND (NOT B) OR (NOT A) AND B); 
 
 
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Figura 5: Montagem do circuito em protoboard; 
Opção 1: S = (A AND (NOT B) OR (NOT A) AND B) 
 
 
3 Análise e Resultados 
 
Após realizar a construção dos respectivos periféricos necessários para o experimento, 
identifica-se pontos que são interessantes: 
 
a. Os valores das tensões sofrem pequena variação enquanto é realizado o teste no 
circuito. Após fazer uma análise mais aprofundada, identificou-se uma pequena perda 
da tensão devido ao fato do consumo necessário pelo componente para seu 
funcionamento, ao qual podemos citar como exemplo parecido o diodo, que consome 
uma tensão mínima de operação para poder só depois atingir sua tensão operacional 
efetiva; 
b. Os valores que foram aferidos são muito similares aos da teoria, o que mostra que o 
sistema do circuito como um todo se enquadra no que refere a teoria. Cada estado 
lógico se verifica muito próximo ao valor total da alimentação de 0V a 5V; 
c. Os resultados obtidos foram os esperados conforme a comparação entre o circuito TTL 
e o FPGA; 
d. A execução da programação em VHDL retrata de forma fiel a execução do circuito, 
tendo em vista que se obtém a mesma singularidade operacional efetiva nos dos 
sistemas. 
 
4 Conclusão 
 
 O experimento com o circuito TTL e o comparativo com o FPGA, ajudaram a esclarecer 
as teorias propostas na disciplina de forma a elucidar na prática o funcionamento dos sistemas 
de utilização do software VHDL para a criação e elaboração de projetos que tem por objetivo 
manipular e tornar efetivo o uso de sistemas lógicos para as mais diversas aplicações tanto nas 
indústrias quanto em qualquer projeto que envolva sistemas de controle discreto. 
Observa-se que este experimento foi de grande auxílio pra a integração do aluno com a 
realidade que o aguarda quanto profissional da Engenharia Elétrica. A análise constante, o 
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experimento prático são sempre importantes para o alinhamento com toda a disciplina a qual 
nos é aplicada. Desta forma, podemos receber uma formação com uma efetiva capacitação 
para o mercado de trabalho. 
5 Referências 
Fontes de internet: 
 
- https://www2.pcs.usp.br/~labdig/material/GuiaResumido-Quartus_II_91_corrigida.pdf – 
acesso em 04/01/2019 as 14:26. 
 
- http://www.pi.unir.br/uploads/41414141/arquivos/ARQUIVOS%20SISTEMAS%20D I 
GITAIS/SistDigitais_R1.pdf ; acesso em 04/01/19 as 16:55. 
 
- https://www.youtube.com/watch?v=le6Jo5DpLao acesso em 05/01/19 as 09:43. 
 
- http://www.dee.ufc.br/anexos/TCCs/2010.2/TIAGO%20SAMIR%20DE%20SOUSA%2 
0FREIRE.pdf acesso em 05/01/19 as 15:32.