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Pergunta 1 1 em 1 pontos Suponha que você tem que implementar um circuito para controlar o acendimento dos LEDs de um giroflex de uma viatura oficial (como um carro de polícia, uma ambulância ou um veículo do corpo de bombeiros). Assim, projete um circuito para controlar o conjunto de LED S, de modo que se tenha a sequência de acendimentos a seguir: Fonte: Elaborada pelo autor, 2019. Na figura acima, temos, inicialmente, apenas os LEDs das extremidades acesos e os demais apagados. Sabendo-se que esse projeto pode ser desenvolvido com contadores síncronos, para essa questão, desenvolva as expressões relativas aos terminais “J” e “K” do primeiro LED (o LED mais à esquerda). Lembrando que os dois lados são simétricos, ou seja, temos dois conjuntos simétricos de quatro LEDs cada. Assim, o acendimento do último LED corresponderá ao acendimento do primeiro, o penúltimo corresponde ao segundo e assim por diante. Suponha que os LEDs sejam denominados “A”, “B”, “C” e “D” e associados à saída “Q” do flip-flop correspondente do contador síncrono. Imagine que o circuito já é iniciado no estado correspondente à primeira linha da figura. Assinale a alternativa que contém as expressões de “J” e “K” do LED mais à esquerda do giroflex apresentado. Resposta Selecionada: J = ~A.~B.~C.D; K = A.~B.~C.~D. Resposta Correta: J = ~A.~B.~C.D; K = A.~B.~C.~D. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Como cada LED do giroflex estará associado a uma saída “Q” de um contador síncrono, poderemos, então, implementá-lo para que ele produza a seguinte contagem: 8, 2, 4 1, 15. Pergunta 2 0 em 1 pontos Em diversas situações, surge a necessidade de se alternar entre as contagens crescentes e as decrescentes. Um exemplo é a implementação de um gerador de ondas do tipo triangular. Em outras situações, por questão de economia (de custos e de espaço utilizado), um único circuito integrado já integra as duas funcionalidades, mas, para tanto, deve existir um pino cuja função é permitir ao usuário/desenvolvedor optar pela contagem crescente ou pela decrescente. Assim, por exemplo, quando esse pino (UP/DOWN) estiver no nível lógico “0”, a contagem será crescente; caso contrário (valor lógico “1”), a contagem será realizada de forma decrescente. Para essa questão, analise as afirmativas a seguir. I. Para permitir a troca da funcionalidade do contador, pode ser inserido um MUX na entrada do clock dos flip-flops, selecionando a saída Q ou a saída ~Q do flip-flop anterior. O bit de seleção do MUX será o próprio pino “UP/DOWN”. II. Para permitir uma contagem crescente ou decrescente, basta conectar as saídas Q e ~Q às entradas de uma porta “OR”. A saída da porta “OR” corresponderá a um bit da palavra de saída do contador. III. Para permitir a troca da funcionalidade do contador, pode ser inserido um MUX para a obtenção da saída da contagem. Esse MUX receberá como entradas a saída Q ou a saída ~Q do flip-flop. O bit de seleção do MUX será o próprio pino “UP/DOWN”. IV. Para permitir a troca da funcionalidade, basta conectar as saídas Q e ~Q às entradas de uma porta “AND”. A saída da porta “AND” corresponderá a um bit da palavra de saída do contador. Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s). Resposta Selecionada: II e III. Resposta Correta: I e III. Feedback da resposta: Infelizmente a sua resposta está incorreta. Reveja as tabelas da contagem crescente e da contagem decrescente. O que elas têm de diferente em relação às transições? E em relação aos valores de saída? Pergunta 3 1 em 1 pontos Na eletrônica digital, os componentes básicos dos sistemas lógicos sequenciais são chamados de “ latches” e “ flip-flops”. Tais componentes são capazes de armazenar um bit de informação e podem integrar os circuitos registradores e contadores binários. Sabe-se que existem vários modelos de latches e flip-flops, dentre os quais podemos destacar “RS”, “D”, “JK” e “T”. Para essa questão, vamos nos concentrar no tipo “JK” e analisar as seguintes combinações para os valores de “J” e de “K”: (I) J = 0 ; K = 0. (II) J = 1 ; K = 0. (III) J = 1 ; K = 1. (IV) J = 0 ; K = 1. Qual é a sequência correta dos valores a serem obtidos na saída Q do flip-flop “JK”? Resposta Selecionada: Q t ; 1; ~Q t ; 0. Resposta Correta: Qt; 1; ~Qt; 0. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Realmente, o flip- flop “JK” se comporta de uma forma bem parecida com o flip- flop “RS”, em que o “ J” é equivalente ao terminal “ SET” e, o “ K” tem a funcionalidade do terminal “ RESET”. Pergunta 4 1 em 1 pontos Um relógio digital pode ser implementado utilizando-se um conjunto de contadores assíncronos. Cada contador fica incumbido por um dígito do relógio, por exemplo, unidade e dezena dos segundos, unidade e dezena dos minutos e unidade e dezena das horas. Imagine que você tem a necessidade de implementar um relógio digital cujas horas variam de 00 até 23. Analise as proposições a seguir. I. O clock para as unidades das horas é proveniente do sinal de reset do módulo responsável pela contagem da dezena dos minutos. E o clock para as dezenas nas horas é proveniente do sinal de reset do contador relacionado à unidade das horas. II. O clock para as unidades das horas é proveniente do sinal de reset do módulo responsável pela contagem da dezena dos horas. E o clock para as dezenas nas horas é proveniente do sinal de reset do contador relacionado à dezena das horas. III. Para o sinal de reset do contador relativo à unidade das horas, deverão ser testadas duas situações: caso a dezena das horas tiver os valores 0 ou 1, o reset da unidade deve ocorrer após o valor 9. Caso contrário, o reset da unidade das horas deverá ser acionado no momento 3. IV. Para o sinal de reset do contador relativo à unidade das horas, deverão ser testadas duas situações: caso a dezena das horas tiver os valores 0 ou 1, o reset da unidade deve ocorrer após o valor 9. Caso contrário, o reset da unidade das horas deverá ser acionado no momento 4. Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s). Resposta Selecionada: I e IV. Resposta Correta: I e IV. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Você observou corretamente que temos um cascateamento de sinais de clock, ou seja, o sinal de clock de um estágio é proveniente do sinal de reset do módulo anterior. Observou, ainda, que o sinal de reset é realizado após a ocorrência do último valor válido. Por exemplo, no caso da dezena das horas, o sinal de reset é gerado quando o contador assumir o valor 3; o valor 2 ainda é válido, pois existem as horas 20, 21, 22 e 23. Pergunta 5 1 em 1 pontos Dentro dos circuitos lógicos sequenciais, podemos encontrar os contadores assíncronos. Contadores assíncronos são circuitos capazes de realizar uma contagem crescente ou decrescente em que a variação dos valores de contagem é realizada mediante o pulso de um sinal de clock . Sua implementação poderá ser realizada pela utilização de flip-flops tipo “JK” ou flip-flops tipo “T”. Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s). ( ) Contadores assíncronos permitem apenas contagens em que os elementos contados são subsequentes, ou seja, o novo valor representa o acréscimo ou decréscimo de uma unidade a cada pulso de clock . ( ) Contadores assíncronos podem apresentar valores errôneos transientes de contagem, que duram enquanto as transições dos sinais de clock estiverem sendo realizadas. ( ) Contadores assíncronos possuem a implementação mais complexa em relação aos contadores síncronos. ( ) Para realizar a contagem decrescente, basta usar a lógica positiva parao sinal do clock . Agora, assinale a alternativa com a sequência correta. Resposta Selecionada: V; V; F; V. Resposta Correta: V; V; F; V. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta está correta. Os contadores assíncronos de fato são mais fáceis de implementar, pois nenhuma lógica adicional deverá ser inserida para permitir a contagem. Porém, essa baixa complexidade faz com que haja a possibilidade de ruídos durante as transições do sinal de clock entre cada flip-flop. Isso ocorre porque cada flip-flop é operado por uma frequência distinta de clock. Pergunta 6 0 em 1 pontos Contadores assíncronos podem estar presentes em várias aplicações práticas. Imagine que há a necessidade de se implementar um circuito para informar ao usuário a quantidade de batidas de seu coração por minuto. Esse circuito deve atualizar o display somente após o final de cada minuto, ou seja, ao final de cada minuto, a contagem deverá ser reiniciada para que, após o próximo minuto, o valor do display possa ser atualizado com a nova marcação. Para a implementação do circuito, suponha que você possui os seguintes componentes: I. Transdutor pressão-elétrico: esse componente transforma uma variação de pressão em um sinal elétrico. No nosso caso, será acoplado junto ao corpo do usuário para que, a cada batimento do coração, ele forneça um pulso (sinal já condicionado), ou seja, os níveis de tensão e de corrente já se encontram calibrados para a pronta utilização no circuito a ser implementado. II. Oscilador com pulso a cada minuto: esse circuito emitirá um pulso a cada minuto. III. Registrador: esse componente é capaz de armazenar uma palavra de N bits. Suponha que a quantidade N de bits seja suficiente para a sua aplicação. IV. Contador assíncrono de N bits. Suponha que a quantidade N de bits seja suficiente para a sua aplicação. Esse contador apresenta um pino de “ reset”, quando referenciado com “1”, o valor da contagem é reiniciado com “0”. V. Decodificadores e display de 7 segmentos. A quantidade de decodificadores e displays disponíveis são suficientes para exibir um número de três dígitos. VI. Portas lógicas diversas. Agora, faça a relação entre os componentes de modo que as interconexões permitam a implementação do circuito de monitoramento de batimentos cardíacos. Resposta Selecionada: I → IV; II → clock de III; I → reset de IV; III → V; IV → III. As portas lógicas servem para sincronizar o momento da carga do registrador com o reset do contador. Resposta Correta: I → clock de IV; II → clock de III; II → reset de IV; III → V; IV → III. As portas lógicas servem para sincronizar o momento da carga do registrador com o reset do contador. Feedback da resposta: Infelizmente a sua resposta está incorreta. Para responder essa questão, pense no fluxo que os sinais deverão percorrer até que sejam exibidos nos displays. Por exemplo, o que deve acontecer a cada batimento do coração? Quando que o contador deve ser reiniciado? Pergunta 7 1 em 1 pontos Circuitos contadores binários assíncronos podem ser utilizados para gerar formas de onda. Para tanto, conecta-se os seus terminais de saída a um componente denominado “conversor digital-analógico” (DAC - Digital-analogic Converter). Um DAC é capaz de receber, em suas entradas, uma palavra digital e convertê-la para um sinal analógico. Assim, sua saída terá uma variação de voltagem correspondente ao valor binário digital inserido em sua entrada. Na figura a seguir temos, em (a) uma onda “dente de serra” obtida a partir de um contador assíncrono crescente. Em (b), a onda “dente de serra” é gerada utilizando-se um contador assíncrono decrescente. Em (c), temos a figura de uma onda “triangular”. Fonte: elaborada pelo autor, 2019. Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s). ( ) Um gerador de onda triangular pode ser obtido com um contador do tipo crescente/decrescente, cuja funcionalidade varia automaticamente. ( ) Não é possível implementar um gerador de onda triangular utilizando-se contadores binários assíncronos. Devem ser usados apenas contadores binários síncronos. ( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido quando a contagem chegar ao seu valor limite (por exemplo, em um contador de 3 bits, valor 7 na contagem crescente e valor 0 na decrescente). ( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido utilizando-se um outro contador que gera um pulso toda vez que o seu bit mais significativo realizar a transição de “1” para “0”, ou seja, quando a contagem for reiniciada. Assinale a alternativa que traz a sequência correta. Resposta Selecionada: V; F; V; V. Resposta Correta: V; F; V; V. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Realmente pode-se utilizar um contador assíncrono para gerar ondas triangulares (desde que a saída do contador seja conectada a um DAC). Para tanto, o contador deve ser crescente-decrescente. A funcionalidade deve ser alternada automaticamente. Para tanto, pode-se utilizar um flip-flop “JK” (com ambos os terminais “J” e “K” associados ao nível lógico “1”). A cada pulso de clock do “JK”, inverte-se o valor armazenado e, consequentemente, troca-se a funcionalidade do contador assíncrono. O pulso do “JK” acontece toda vez que o contador chegar ao limite de sua contagem (limite crescente ou limite decrescente). Pergunta 8 1 em 1 pontos Contadores binários podem ser classificados em contadores binários assíncronos e contadores binários síncronos. Nos circuitos assíncronos, o sinal de clock não é uniforme a todos os flip-flops envolvidos, como em um contador síncrono. Isso faz com que não sejam possíveis contagens não lineares. Por sua vez, como o sinal de clock é único nos contadores síncronos, podemos implementar contagens não lineares. Para tanto, circuitos combinacionais para gerar os valores a serem atribuídos aos terminais “J” e “K” devem ser implementados. Suponha que seja necessária a implementação de um contador cuja contagem consiste em: 0 → 5 → 2 → 4 → 6. Na ocorrência de alguma falha do circuito, levando o valor corrente para 1, 3 ou 7, deve-se fazer com que o valor volte a ser 0 no próximo pulso de clock. Atribuindo as identificações “A” (bit mais significativo), “B” e “C” (bit menos significativo), construa o contador binário síncrono que atenda à especificação da contagem apresentada. Assinale a alternativa que contém as expressões combinacionais relativas aos terminais “J” e “K” do bit mais significativo (bit “A”): Resposta Selecionada: J A = ~C; K A = B + C. Resposta Correta: JA = ~C; KA = B + C. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Você montou corretamente as expressões dos terminais “J” e “K” do flip- flop correspondente ao bit mais significativo. Inclusive, você percebeu que os valores não válidos (1, 3 e 7) devem ter as suas transições para o valor 0. Assim, temos: 1 → 0, 3 → 0 e 7 → 0. Pergunta 9 1 em 1 pontos Na informática, adota-se o formato binário de representação numérica devido aos possíveis estados de um bit: 0 ou 1. Porém, dentro da representação binária, podemos encontrar vários formatos, dentre os quais destacamos as representações Gray, Johnson e o “2 entre 5”. Particularmente em relação ao código Gray, podemos mencionar que sua principal característica consiste na variação de apenas 1 bit de seusvalores entre as linhas subsequentes. Para essa questão, implemente um contador Gray de 3 bits, utilizando um contador síncrono. Manipulando 3 bits (“A”, “B” e “C”), a contagem será: 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100. Assinale a alternativa que contém os valores dos terminais “J” e “K” correspondentes ao bit menos significativo (bit “C” - bit mais à direita). Resposta Selecionada: J C = A XNOR B; K C = A XOR B. Resposta Correta: JC = A XNOR B; KC = A XOR B. Feedback da resposta: Parabéns! Sua resposta foi a correta! Para implementarmos um contador Gray, podemos usar um contador síncrono cujas transições representam os valores da contagem Gray. Dessa forma, temos que calcular os circuitos combinacionais relativos a cada terminal “J” e “K” de todos os flip- flops envolvidos no contador. Pergunta 10 0 em 1 pontos Um valor numérico binário pode ser expresso por diversas formas. Dentre as formas mais conhecidas, podemos citar: codificação “Gray”; codificação “Johnson”; e codificação “Excesso 3”. Em relação à codificação Johnson, podemos realizar sua contagem por intermédio de um registrador de deslocamento em anel torcido. Porém, essa não é a única maneira, ou seja, podemos realizar a contagem Johnson também por meio de um contador binário síncrono. Para essa questão, imagine uma contagem Johnson de apenas 3 bits (“A”, “B” e “C” – em que o bit “C” é o menos significativo). Nesse caso, teremos a seguinte contagem: 000 → 001 → 011 → 111 → 110 → 100 → volta ao estado inicial “000”. Selecione a alternativa que contém as expressões corretas dos circuitos combinacionais relativos aos terminais “J” e “K” do flip- flop correspondente ao bit “C” (menos significativo). Resposta Selecionada: J C = ~A+~B; K C = A+B. Resposta Correta: JC = ~A.~B; KC = A.B. Feedback da resposta: Infelizmente a sua resposta está incorreta. Reveja, no e-book, como podemos implementar circuitos contadores binários síncronos. Lembre-se de que cada transição gera um par de valores relativos a “J” e “K”. A partir desses valores, é realizada a extração da expressão booleana.
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