circuitos combinacionais_ELETRONICA DIGITAL

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Eletrônica Digital
Prof. Gilson Yukio Sato
sato[at]utfpr[dot]edu[dot]br
Circuitos Combinacionais
Prof. Gilson Yukio Sato
sato[at]utfpr[dot]edu[dot]br
Circuitos Combinacionais
A saída de um circuito combinacional
depende somente da sua entrada
Circuito 
Combinacional
Entrada Saída
Circuitos Seqüenciais
A saída de um circuito seqüencial depende 
da sua entrada e do seu estado interno 
Circuito 
Seqüencial
Entrada Saída
Estado Interno
Circuitos Combinacionais
• Exemplos
– Encoder e Decoder
– Transcoder ou Conversor de Código
– Mux e Demux
– Somador
– Comparador
Circuitos Seqüenciais
• Exemplos
– Flip-flops
– Registradores: paralelo/paralelo, 
paralelo/série, série/paralelo, série/série
– Contadores: síncronos e assíncronos
– Memórias semicondutoras
Decoder / Decodificador
O decodificador é um circuito que ativa a saída 
correspondente ao número binário presente na 
entrada
Decoder
genérico 
n x m ou 
1 de m
A0
A1
A2
An-1
O0
O1
O2
Om-1
N 
entradas
M 
saídas
Decoder 2x4 ou 1 de 4
0 0 0 10 0
0 1
1 0
1 1
A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y
0
0
1
0
0
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
Decoder 2x4 ou 1 de 4
0 0 0 10 0
0 1
1 0
1 1
A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
0
0
1
1
1
0
1
0
0
0
Decoder 3x8 ou 1 de 8
(Tocci et al., 2007)
Habilitação / Enable
• A entrada de HABILITAÇÃO/ENABLE 
serve para controlar a operação de um 
circuito
– O pino de Enable permite (habilita) ou impede 
(desabilita) a operação do circuito
– Exemplo: no caso dos decoders vistos até
agora, ao desabilitá-los fazemos com que as 
saídas fiquem sempre em “0”. 
Decoder com pino de Enable
A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y
ENABLE
EN
0 0 0 1
0 X X
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
EN A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 1 0
0 1 0 0
1 0 0 0
0 0 0 0
0
0
0
0
0
Decoder com pino de Enable
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
ENABLE
0
0
0
0
0
74xxx139
1 1 1 0
1 X X
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
E A1 A0 O3 O2 O1 O0
1 1 0 1
1 0 1 1
0 1 1 1
1 1 1 1
A0
A1
1
2
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
x/y
E EN
74xxx139
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
E 1
74xxx138
x/y
EN&
1
2
4
1
2
0
3
4
5
6
7
E3
E2
E1
A0
A1
A2
O0
O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
(Tocci et al., 2007)
74xxx138
1 X X X X X
X 1 X X X X
X X 0 X X X
0 0 1 0 0 0
0 0 1 0 0 1
0 0 1 0 1 0
0 0 1 0 1 1
0 0 1 1 0 0
0 0 1 1 0 1
0 0 1 1 1 0
0 0 1 1 1 1
E1 E2 E3 A2 A1 A0 O7 O6 O5 O4 O3 O2 O1 O0
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 1 1 0
1 1 1 1 1 1 0 1
0 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1
1 1 1 1 0 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1
1 1 1 1 1 0 1 1
74xxx138
(Tocci et al., 2007)
Exercíci
o
Para o circuito abaixo:
a) Qual saída é ativada quando a entrada é F2h? 
B2h? EAh? 82h? 19h?
b) Qual a entrada para ativar as saídas O6’? O14’? 
O17’? O26’?
(Tocci et al., 2007)
Decoder BCD p/ 
decimal 
74xxx42
(Tocci et al., 2007)
74xxx42
(Philips)
74xxx42
(Tocci et al., 2007)
Encoder / Codificador
O codificador é um circuito que fornece na saída 
o número binário correspondente à entrada 
ativada. Somente uma entrada pode estar ativa.
Encoder
genérico 
n x m
A0
A1
A2
An-1
O0
O1
O2
Om-1
N 
entradas
M 
saídas
Codificador 8 para 3
(Tocci et al., 2007)
Codificador com Prioridade
• O codificador com prioridade elimina 
uma desvantagem do codificador 
padrão. 
• No codificador com prioridade, mais de 
uma entrada pode ser ativada ao 
mesmo tempo.
• A saída é o código da entrada de 
número mais alto
74xxx147
(Tocci et al., 2007)
(Philips)
74xxx147
(Tocci et al., 2007)
74xxx147
(Philips)
74xxx147
Exemplo de 
utilização
Codificador de 
chaves decimal 
para BCD
(Tocci et al., 2007)
Conversores de Código
• Conversores de código ou 
transcodificadores
– Converte o código de entrada no código de 
saída
– Exemplo: conversor BCD para 7 segmentos
74HC4511 - Blocos
Driver - Para aumentar a corrente de saída 
- Símbolo: 
(ST)
74HC4511
LT’ = Lamp Test
Acende todos 
segmentos
BI’ = Blank Input
Apaga todos 
segmentos
LE = Latch Enable
Armazena o dado de 
entrada presente 
quando da subida do 
LE
(ST)
74HC451
1
(ST)
74HC4511 - Aplicação
(ST)
Multiplexação
CD
FM
K7
AMP
Seleção
Multiplexação
(Vahid, 2008)
Multiplexador (Mux)
(Tocci et al., 2007)
Multiplexador de 2 entradas
(Tocci et al., 2007)
Multiplexador de 2 entradas
(Vahid, 2008)
74xxx157
(Tocci et al., 2007)
74xxx157
(Tocci et al., 2007)
74xxx157
G1 = Entrada de Seleção
Se “0” deixa passar para as saídas 
as entradas marcadas com 1’
Se “1” deixa passar para as saídas 
as entradas marcadas com 1
EN = Entrada de Habilitação
Se “0” habilita o funcionamento do 
circuito
Se “1” desabilita o circuito e as 
saídas ficam sempre em “0”
(Philips)
Multiplexador de 4 entradas
(Tocci et al., 2007)
Mux genérico 4 para 1
A0
A1
0
1
I0
I1
I2
I3
1
2
0
3
MUX
S
G 0
3
I0
I1
I2
I3
0 0
0 1
1 0
1 1
A1 A0 S
Mux de 8 entradas 74xxx151
(Tocci et al., 2007)
74xxx151
EN = Entrada de Habilitação
Se “0” habilita o funcionamento do 
circuito
Se “1” desabilita o circuito, a saída 
fica sempre em “0” e saída 
complementada fica em “1”
G = Entradas de Seleção
As três entradas marcadas com G 
funcionam como um decodificador. 
Entra o octal que decodificado gera 
sinais de G0...G7. Esses sinais 
definem qual entrada vai para saída
(Philips)
74xxx151
(Tocci et al., 2007)
Exemplo
• Implementando funções lógicas usando 
um multiplexador usando um 74HC151
(Tocci et al., 2007)
Exemplo
• Implementando funções lógicas usando 
um multiplexador 4 para 1 genérico
A
B
0
1
0
C
1
2
0
3
MUX
S
G 0
3
1C
1C
(Tocci et al., 2007)
Exemplo
• Implementan
do um mux
16x1 usando 
mux 8x1
(Tocci et al., 2007)
Exercício
• Implemente 
as seguintes 
funções 
lógicas 
usando CIs
74HC151
1
0
0
1
1
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
0
1
0
1
0
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
1
1
0
0
1
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
Exercício
• Implemente 
as seguintes 
funções 
lógicas 
usando mux
genéricos 4 
para 1
1
0
0
1
1
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
0
1
0
1
0
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
1
1
0
0
1
1
1
0
000
001
010
011
100
101
110
111
CBA S
Exercício
• Implemente um mux 8x1 usando mux
genérico 4x1
• Utilizando somente CIs 74HC157 e 
portas inversoras implemente um mux
4x1
Demultiplexador (Demux)
(Tocci et al., 2007)
Demux 1x4 genérico
D 0 0
D 0 1
D 1 0
D 1 1
D A1 A0 O3 O2 O1 O0
0 0 0 D
0 0 D 0
0 D 0 0
D 0 0 0
A0
A1
O0
O1
O2
O3
1
2
0
3
DX
D
0
1
G0
3
Demux 1x4 genérico
O0
O1
O2
O3
&
&
&
&
1
1
A0
A1
A0A0 A1 A1
D
Demux 8x1 
genérico
(Tocci et al., 2007)
74138 como demux
• O 74138 pode 
ser usado como 
demux
• O dado de 
entrada é o 
resultado 
E3E2’E1’
x/y
EN&
1
2
4
1
2
0
3
4
5
6
7
E3
E2
E1
A0
A1
A2
O0
O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
Seleção
Dado
74138 como demux
x/y
EN&
1
2
4
1
2
0
3
4
5
6
7
“1”
D
“0”
A0
A1
A2
O0
O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
Seleção
74138 como demux - símbolo
DX
&
1
2
0
3
4
5
6
7
D2
D1
D0
A0
A1
A2
O0
O1
O2
O3
O4
O5
O6
O7
Seleção
Dado
0
7
0
2
G
Mux + Demux
(Tocci et al., 2007)
Mux + 
Demux
(Tocci et al., 2007)
Exercício
• Como podemos usar o 74139 como 
demux? 
• Projete um circuito que usando o CIs
74139 e portas lógicas funcione como um 
demux 1x8 
Exercício
• Qual a 
função lógica 
desse 
circuito? 
• O que 
ocorreria se 
S1=0 e S0=1 
? 
(Tocciet al., 2007)
Exercício
• Levante a 
tabela 
verdade 
desse 
circuito
(Tocci et al., 2007)
Comparador
• Compara dois números binários. Suas 
saídas indicam se os números são iguais 
ou qual é o maior deles.
• Ex: A=1001 e B=0111 → S= A>B
• Ex: A=1001 e B=1100 → S= A<B
• Ex: A=1000 e B=1000 → S= A=B
Comparador 74HC85
(Tocci et al., 2007)
Comparador 74HC85
(Tocci et al., 2007)
Comparador 74HC85
Exemplo
Comparando duas 
palavras (A e B) de 
quatro bits
(Tocci et al., 2007)
Cascateamento
(Tocci et al., 2007)
Exercício
Qual a 
função 
desse 
circuito ?
(Philips)
Exercício
Qual a 
função 
desse 
circuito ?
(Philips)
Soma binária
(Vahid, 2008)
Meio-Somador
(Vahid, 2008)
Somador Completo
(Vahid, 2008)
Soma binária
(Vahid, 2008)
Somador 74HC283
(Tocci et al., 2007)
(Philips)
Cascateamento
(Tocci et al., 2007)
ULA
• ULA = Unidade Lógico Aritmética
– Operações lógicas: OU, E, XOR, 
complemento, etc. 
– Operações aritméticas: soma, subtração, 
multiplicação, incremento, etc.
• Usada em microprocessadores e 
microcontroladores
ULA – 74HC382
(Tocci et al., 2007)