Aula Prática 01

Sistemas Digitais I
Professora: Lane Maria Rabelo Baccarini
Aula Prática 01
Para a realização da prática 01, é imprescindível a leitura dos seguintes textos:
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Normas do laboratório de Eletrônica. O documento está na página do Prof. Erivelton, no item ensino,
disciplina Eletrônica I. O endereço da página é:
www.eletrica.ufsj.edu.br/~nepomuceno
Texto “Introdução às aulas práticas”. O texto pode ser acessado através da página:
www.eletrica.ufsj.edu.br/~rabelo
Dizem que a mãe de Sócrates era parteira, e o próprio Sócrates costumava comparar a atividade que exercia
com a de uma parteira. Não é a parteira quem dá à luz o bebê. Ela só fica por perto para ajudar durante o parto.
Sócrates achava, portanto, que sua tarefa era ajudar as pessoas a "parir" uma opinião própria, mais acertada,
pois o verdadeiro conhecimento tem de vir de dentro e não pode ser obtido "espremendo-se" os outros. Só o
conhecimento que vem de dentro é capaz de revelar o verdadeiro discernimento. "
Extraído de "O mundo de Sofia", de Jostein Gaarder, Editora Companhia das Letras, 1995.
OBJETIVOS:
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Apresentar os conceitos e tabelas da verdade das portas NAND and NOR, discutir os
conceitos de fan-in e fan-out.
Familiarizar o aluno com o funciomaneto das portas lógicas e sua utlização na
implementação de cicruitos lógicos combinacionais.
Aprender a interpretar a especificação das filhas de dados dos CIS (manuais de fabricantes)
INTRODUÇÃO TEÓRICA:
• PORTAS NAND E NOR
Uma porta NAND é equivalente a uma porta AND seguida de uma porta NOT. Logo, a tabela da verdade
de uma porta NAND é a tabela verdade de uma porta AND com a saída invertida. Do mesmo modo, a porta
NOR é equivalente a uma porta OR seguida de uma porta NOT. As tabelas 1 e 2 representam, respectivamente,
as tabelas da verdade das portas NAND e NOR.
As portas NAND e NOR são universais pois pode-se implementar qualquer função booleana usando
essas portas.
Tabela 1 – Tabela da Verdade da porta NAND
Porta NAND
Entradas
Saída
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Tabela 2 – Tabela da Verdade da porta NOR
Porta NOR
Entradas
Saída
A
B
Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
FATORES DE CARGA
•
Com a finalidade de facilitar os projetos usando dispositivos TTL, os parâmetros de carga para a
entrada e saída de todas as famílias lógicas foram normalizados.. Esses valores refletem as condições de pior
caso da temperatura ambiente e no intervalo de variação de Vcc tolerado. Assim, para a série TTL 74XX, temse os seguintes valores:
1 unidade de carga TTL = 40 µA, no nível lógico 1
= 1,6 mA, no nível lógico 0
Em outras palavras, uma porta 7400 que requer uma corrente de carga de entrada máxima de 1,6 mA
para o nível lógico 0 e uma corrente de entrada máxima de 40 µA para o nível lógico 1 é especificada como
tendo um fator de carga unitário. Isto é, possui fan-in de 1. Por outro lado, a saída de uma porta 7400
absorverá 16 mA no nível lógico 0 e fornecerá 800 µA no nível lógico 1. Portanto, a porta 7400 tem capacidade
de acionar 10 portas no nível lógico 0 (pois 16 mA/1,6 mA=10). Isto é, possui um fan-out de 10 para o nível
lógico 0. Da mesma forma o fan-out para o nível lógico 1 é 800 µA/ 40 µA= 20. Se em um determinado circuito
houver necessidade de acionar mais que 10 entradas, pode-se usar portas especiais como buffer para
aumentar essa capacidade.
•
Procedimento experimental:
iDENTIFIQUE AS PORTAS LÓGICAS CONTIDAS NO CIRCUITO INTEGRADO ABAIXO
MONTE O CIRCUITO E ATRIBUA A CADA VARIÁVEL LÓGICA DE ENTRADA UMA CHAVE DE DADOS E
LIGUE A SAÍDA A UM INDICADOR LÓGICO. COMPARE O RESULTADO COM A TABELA VERDADE
CONSIDERANDO PARA AS ENTRADAS QUE: 5 V = NÍVEL LOGICO 1
0 V = NIVEL LOGICO 0.
PARA A SAIDA CONSIDERE:
LED ACESO = NIVEL LOGICO 1
LED APAGADO = NIVEL LOGICO 0
MATERIAL NECESSÀRIO:
1. Fonte de tensão de 5V
2. Protoboard
3. Circuitos Integrados
4. Leds
5. resistor de carga
O que é um protoboard?
Protoboard, como o próprio nome indica, é um suporte para montar protótipos. Os sistemas
experimentais em eletrônica, antes de serem montados em placas de circuito impresso e soldados, são
testados por software e como protótipos em um protoboard.
O Protoboard consiste de uma placa de alumínio sobre a qual são presos conjuntos de estruturas
plásticas vazadas. O protoboard apresenta, abaixo dos quadrados de plástico, uma série de duas lâminas
folheadas a ouro, entre as quais os fios ou os componentes serão conectados, estabelecendo um contato
elétrico bastante razoável. Existem linhas verticais e linhas horizontais, as quais apresentam contato elétrico
entre sí (formando equipotenciais), o que significa que elementos distintos conectados em "furos" diversos
poderão apresentar potenciais distintos em cada contato.
Os conectores ("bornes") são para a entrada de sinais elétricos ou de alimentação, conduzidos através
de fios com terminais tipo "banana". Deve-se utilizar um fio descascado, que irá ser atravessado no furo
existente na parte inferior do "borne". A outra extremidade do fio será também descascada, e entrará no
protoboard.
No caso de alguns fabricantes, o pino marcado como terra
é a referência do circuito). Em
montagens de redes elétricas, este sinal pode estar associado a um terra real, ou seja, um conjunto de barras
de cobre enfiadas no solo, com um certe teor de umidade, para garantir uma fuga de tensão corrente do
sistema.