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15 - Circuitos integrados periféricos

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SISTEMAS 
DIGITAIS 
Italo Leonardo de Alencar Marton
Circuitos integrados 
periféricos
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
� Definir a aplicação dos circuitos integrados periféricos.
� Reconhecer os circuitos integrados de entrada e saída.
� Analisar o funcionamento dos circuitos integrados periféricos.
Introdução
No seu cotidiano, você está cercado de componentes eletrônicos que 
trazem comodidade e muitas facilidades, não é? Neste capítulo, você vai 
aprender sobre a arquitetura desses componentes digitais e compreender 
como eles funcionam. Você vai estudar os conceitos básicos dos sistemas 
digitais, bem como os conceitos de microprocessadores e sistemas de 
computação. Além disso, vai conhecer a arquitetura genérica de um 
microprocessador e seu funcionamento.
Eletrônica digital
A eletrônica digital está cada vez mais presente na vida das pessoas. Ela é o 
princípio de funcionamento de diversos equipamentos eletrônicos utilizados 
no cotidiano, como celulares, computadores e eletrodomésticos. Você já deve 
ter notado que a palavra “digital” aparece em muitos equipamentos e formas 
de comunicação. Ela é bastante utilizada, por exemplo, quando se fala sobre a 
mudança do sinal analógico de televisão para o digital. Essa mudança obriga 
todas as pessoas a possuírem um conversor ou equipamentos digitais.
Como você sabe, a humanidade classifica elementos e utiliza grandezas 
e medidas para manipular e agir no mundo com determinados propósitos. 
O sistema numérico decimal foi o primeiro sistema a ser criado e é baseado 
na quantidade de dedos que o ser humano tem nas duas mãos. Assim, é uma 
forma de representar valores de modo eficiente e exato. Em síntese, existem 
duas formas de representar valores numéricos: a analógica e a digital.
A representação analógica é contínua e infinita. Isso significa que para 
todo instante de tempo existe um valor referente. Tal valor está entre uma 
faixa máxima e uma mínima de valores infinitos. Um exemplo de medição 
analógica são os ponteiros de um relógio. Para todo instante de tempo, existe 
uma representação formada pelos ângulos dos ponteiros. Há infinitas configu-
rações dentro da margem de 0o a 360o. Outro exemplo é o ponteiro do medidor 
de velocidade de um automóvel, que pode registrar infinitos valores entre o 
máximo e o mínimo (TOCCI; WIDMER; MOSS, 2003).
A representação digital é uma representação discreta formada por símbo-
los chamados dígitos. Esses dígitos representam passos inteiros de valores 
em que não existem valores intermediários. Um exemplo seria o relógio 
digital, em que dois dígitos representam as horas e dois dígitos representam 
os minutos. Dessa forma, qualquer valor intermediário, como os segundos, 
é desprezado. O relógio digital, assim, marca a hora somente de minuto a 
minuto (TOCCI; WIDMER; MOSS, 2003).
A principal diferença entre as representações analógica e digital é a periodicidade das 
aferições. A aferição analógica ocorre em tempo contínuo, e a digital, em tempo discreto.
Na eletrônica digital, o sistema numérico utilizado é o binário. Você já 
deve ter ouvido falar sobre os termos bit e byte, não é? O bit é um algarismo 
binário que pode ser 0 ou 1. Já o byte é uma sequência de 8 bits. Assim, 
um pendrive de 32 GB (G significa “giga”, ou seja, 109) possui 32 x 109 
bytes. Como 1 byte equivale a 8 bits, o pendrive possui a capacidade de 
armazenar 32 x 8 x 109 bits ou 256 bilhões de bits. O mesmo vale para a 
memória de celulares e HDs (Hard Disks) de microcomputadores que são 
da ordem de 1 TB, ou seja, 1 x 1012 bytes. A velocidade de conexão com 
a internet via fibra óptica de 50 mega, por exemplo, equivale a 50 Mb/s, 
ou seja, 50 milhões de bits por segundo.
Os sistemas digitais são produzidos por meio de circuitos de chaveamento, 
o que os torna mais simples que circuitos analógicos. Os transistores são 
utilizados para a construção de microprocessadores e microcontroladores. 
Circuitos integrados periféricos2
A lógica digital também reduz a distorção e os ruídos do sistema, pois em 
sua entrada não importa o valor exato de tensão ou corrente, mas a faixa 
(baixa, alta ou degrau).
O armazenamento de informações é realizado com certa facilidade em dispositivos de 
memória como latches e flip-flops, existindo dispositivos de petabytes, por exemplo. 
Em sistemas analógicos, o armazenamento é mais complexo e limitado.
Uma grande vantagem do sistema digital é que nele as operações podem 
ser programadas por meio de um conjunto de instruções e executadas por um 
processador. Já em sistemas analógicos, os circuitos costumam ser dedicados. 
Os circuitos digitais podem ser fabricados com alto grau de integração, 
reduzindo ao máximo as suas dimensões. Porém, o mundo real é analógico. 
Assim, os sensores que captam qualquer tipo de variação ou posição também 
são analógicos. Eles necessitam de conversores analógico–digitais para 
enviar a informação ao processador que processa a informação e a envia aos 
atuadores. Os atuadores, em grande maioria, também são analógicos, neces-
sitando de conversores digital–analógicos para executarem suas funções.
Assim, para sistemas digitais, existe a necessidade de conversores. Além 
disso, o processamento demora certo tempo para ser realizado. Dependo 
da aplicação e da quantidade de dados a serem processados, o tempo é 
relevante. Quanto maior a precisão exigida, maior a quantidade de bits a 
serem processados.
Em sistemas digitais, a informação geralmente é processada na forma 
binária. Esses sistemas podem ser representados por qualquer dispositivo que 
tenha dois ou mais estados de operação, como LED (aceso ou apagado), relé 
(energizado ou não energizado) e ponto em disco magnético (polo positivo 
ou polo negativo).
Nos sistemas digitais eletrônicos, os números binários são representados 
por níveis de tensões ou corrente que estão presentes nas entradas e saídas 
dos dispositivos. O nível lógico 1 é representado por uma faixa de tensão 
de 2 V a 5 V, e o nível lógico 0 é representado pela faixa de 0 V a 0,8 V 
(Figura 1). Trabalhar com faixas de tensão aumenta a precisão do circuito, 
pois não é necessária a preocupação com quedas de tensão causadas por 
fiação e componentes (TOCCI; WIDMER; MOSS, 2003).
3Circuitos integrados periféricos
Figura 1. Faixa de tensão típica para sinais lógicos.
Fonte: Adaptada de Tocci, Widmer e Moss (2003, p. 8).
Circuitos digitais são projetados para responder a entradas dentro das faixas 
lógicas e também para responder com tensões de saídas dentro das faixas 
lógicas, não distinguindo sinais dentro da mesma faixa. Os circuitos digitais 
são praticamente todos integrados, ou seja, são encapsulados em um mesmo 
chip devido ao seu tamanho extremamente pequeno, na ordem de nanôme-
tros. Existem várias tecnologias de construção, a depender dos componentes 
utilizados. Como exemplo, você pode considerar o CMOS (utiliza transistores 
MOSFET) e o TTL (utiliza transistores bipolares).
Para muitas aplicações em circuitos, é desejável que informações sejam armazenadas 
para processamento posterior em eventuais utilizações. Assim, existem circuitos de-
dicados a esse tipo de armazenamento. Tais circuitos são denominados memórias.
Existem memórias que permitem somente a leitura, chamadas de ROMs (Read-Only 
Memories). Elas podem ser gravadas pelo fabricante ou pelo usuário e não podem ser 
modificadas posteriormente. Em microcomputadores, a memória ROM é mantida 
mesmo com o desligamento do equipamento.
Também existem as memórias que permitem a leitura e a escrita, denominadas 
RAMs (Random Access Memories). Elas podem ser modificadas e lidas inúmeras vezes. 
Em microcomputadores, elas são voláteis, ou seja, quando o computador é reiniciado, 
a memória é zerada.
Ambas as memórias RAM e ROM são construídas com tecnologias CMOS, a mesma 
da fabricação dos microprocessadores, e possuem funções específicas. A ROM é 
destinada ao armazenamento de informações por tempo indeterminado.

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