Sistemas Digitais

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE
ENGENHARIA ELÉTRICAENGENHARIA ELÉTRICA
Conhecer os fundamentos da álgebraConhecer os fundamentos da álgebra 
booleana, circuitos combinacionais e 
sequenciais. 
Estudar as funções lógicas que atuam como 
base de um circuito digital e suas formas debase de um circuito digital e suas formas de 
simplificação. 
Compreender as técnicas de análise e síntese 
de circuitos digitais de baixa e média 
complexidade Projetar e implementarcomplexidade. Projetar e implementar 
sistemas digitais. 
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Introd ção e Conceitos BásicosIntrodução e Conceitos Básicos
Funções Lógicas
Li d D i ã d H dLinguagem de Descrição de Hardware
Expressões e circuitos lógicos
ÁÁlgebra Booleana
◦ Simplificação algébrica
d h◦ Mapas de Karnaugh
Circuitos Combinacionais
Circ itos Seq ênciaisCircuitos Sequênciais
Máquinas de estado
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Aulas expositivas;
Aulas em laboratório;
Estudos individuais e em grupo.
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Provas escritas, divididas por unidades:
Avaliação 1: 
Avaliação 2:
Avaliação 3:
R i ãReposição
Prova FinalProva Final
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BibliografiaBibliografia
◦ TOCCI, Ronald J. Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações.
• Mohammad A. Karim et al; Projeto Digital – Conceitos e 
princípios básicos. 
• Frank Vahid; Sistemas digitais: projetos, otimização e hdls. 
IDOETA I V l ij ( t l) El t d l t ô i di it l◦ IDOETA, Ivan Valeije. (et al). Elementos de eletrônica digital. 
◦ MALVINO, A. P; LEACH, D. P. Eletrônica digital: princípios e , ; , g p p
aplicações - Vol. 1: Lógica combinacional, Vol. 2: Lógica 
sequencial. 
◦ MELO, M. Eletrônica digital.
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Motivação
• Os Circuitos Lógicos são a base dos Sistemasg
Digitais. Vantagens dos sistemas digitais:
•“Facilidade” de projeto
•Maior imunidade ao ruído
•Menor área e/ou custo•Menor área e/ou custo
•Propiciam menor consumo
Analógico x Digital
Exemplo de Sinal Analógico:
“Análogos” aos naturais: contínuos (reais) em
amplitude e tempoamplitude e tempo
Analógico x Digital 
Exemplos de Sinal Digital: 
— Sinal Digital 
Outro formato:
[0.00 0.60 0.95
0.60 0.00 ...]0.60 0.00 ...]
Sinais Digitais: discretos em amplitude e tempo!
Analógico x Digital 
Como passar de um domínio a outro? 
Analógico x Digital 
Como passar de um domínio a outro? 
CONVERSOR
ANALÓGICO 0 00 0 60 0 95ANALÓGICO
DIGITAL
(ADC)
0.00, 0.60, 0.95...
Analógico x Digital 
Como passar de um domínio a outro? 
CONVERSOR
DIGITAL
Ó
0.00, 0.60, 0.95...
ANALÓGICO
(DAC)
, ,
Filtro
AnalógicoAnalógico
Contexto
Já existem circuitos integrados digitais com 109 transistores!!!
Por que estudar Circuitos Digitais?
Entender porque a informação digital é mais eficiente
Por que estudar Circuitos Digitais?
Entender porque a informação digital é mais eficiente
na manipulação de técnicas para processar e utilizar
informação.ç
Conhecer e utilizar técnicas modernas que permitam
desenvolver sistemas de tratamento de informação
em problemas reais.
◦ Metodologias de projetos
◦ Linguagem para descrição de hardware (HDL)◦ Linguagem para descrição de hardware (HDL)
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Circuito Integrado
É um conjunto de elementos básicos:
Circuito Integrado
É um conjunto de elementos básicos:
resistores, capacitores, diodos e transistores,
fabricados sobre um pedaço de materialfabricados sobre um pedaço de material
semicondutor (normalmente Silício), que
pode implementar funções lógicas digitaispode implementar funções lógicas digitais
e/ou funções analógicas integradas.
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Vantagens do Circuito Integrado
Grande número de circuitos inseridos em um 
pequeno dispositivo (redução de área);pequeno dispositivo (redução de área);
Produção em larga escala (economia no custo ç g (
de produção);
d ã d õRedução de interconexões externas 
(confiabilidade);
Miniaturização de circuitos (redução no consumo 
de energia);
Refrigeração reduzida (baixa potência dissipada).
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Desvantagens do Circuito Integrado
Em geral não podem trabalhar com altas correntes
Desvantagens do Circuito Integrado
Em geral não podem trabalhar com altas correntes
devido a dissipação térmica excessiva.
Não podem implementar facilmente certos
dispositivos elétricos como indutores,
transformadores e grandes capacitâncias.
◦ Devido as características de baixa potência dos
CI’s, de uma maneira geral estes dispositivos são
mais apropriados para processamento de dadosmais apropriados para processamento de dados.
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Aplicações de Circuitos IntegradosAplicações de Circuitos Integrados
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Áreas de atuaçãoÁreas de atuação
Redes de computadores
P j d H d / iProjetos de Hardware e/ou equipamentos 
eletrônicos
Sistemas EmbarcadosSistemas Embarcados 
Processamento de sinais e/ou imagens
RobóticaRobótica
Controle e automação
Indústrias (ex: automobilística)( )
Biotecnologia
Jogos
Telecomunicações
Introdução aos SistemasIntrodução aos Sistemas 
Digitais