UDESC/CCT/DEE – Eletrônica Digital Lista de Exercícios

UDESC/CCT/DEE – Eletrônica Digital
Lista de Exercícios
a Papel
Recomenda-se fazer no:
8 Software
a´81 – Equacionar e implementar o seguinte dispositivo lógico:
Seu funcionamento consiste no registro de uma senha certa de dois bits e na entrada de uma
senha de usuário, também de dois bits. O dispositivo deve ter um circuito capaz de acionar a
fechadura de uma porta, abrindo-a (nível lógico 1) quando as senhas coincidirem e fechá-la
(nível lógico 0) com as senhas diferirem.
a) Elabore inicialmente uma tabela verdade, que represente o sistema.a
b) Defina a função lógica inicial e a otimizada.a
c) Simule o circuito correspondente e realize os testes.8
a2 – Projete um circuito, usando portas lógicas, para acionar um semáforo de trânsito como
ilustrado a seguir:
CIRCUITO
ACIONADOR DO
SEMÁFORO
SW1
SW2
Vermelho
Amarelo
Verde
Entradas
Saídas (lâmpadas)
Ação
00
000
Desligado
01
001
Verde
10
010
Amarelo
11
100
Vermelho
83 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e no Simulador de
ProtoBoard.
84 – Realize o teste do CI-74139, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard
para verificar sua tabela verdade.
a85 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando o CI-74139. Depois faça a
montagem desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
a6 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando portas lógicas, conforme a tabela a
seguir:
87 - Simule o circuito projetado com o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
88 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74138, confira os
resultados obtidos na simulação com os gerados com o CI.
a9 - Projete e simule um decodificador 4x16, utilizando CIs 74138.
a10 - Projete e simule um circuito, usando portas lógicas, para mostrar um dígito
hexadecimal de 0 a F em um display de sete segmentos.
811 – Utilizando CIs 7447, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um
conversor de BCD para sete segmentos, apresentando um número de dois dígitos nos
displays, gerados por dois conjuntos de quatro chaves.
a812 - Numa indústria existe uma esteira móvel que transporta caixas de 3 tamanhos
diferentes. No final da esteira existem 3 sensores óticos (A, B e C ativos em nível 1) que
servem para medir o tamanho das caixas (pequena, média e grande). Cada tamanho de caixa
tem uma garra específica (GPeq, Gmed e GGrd) que transporta a caixa para o seu local de
armazenamento. Deseja-se construir um circuito com portas lógicas para acionar as garras ao
longo do tempo, de acordo com a produção das caixas e de seus tamanhos. Ao final, simule o
circuito utilizando o CircuitMaker. Caso algum sensor apresente sinal de defeito, o sistema
deve ligar um LED indicador dessa condição.
a813 - E necessário projetar um circuito lógico para um simples alarme de automóvel. Três
chaves são utilizadas para indicar os estados da porta do motorista, ignição e faróis. Há um
buzzer que deve emitir um aviso e dois leds (verde e vermelho), para indicar a gravidade do
alarme (leve e grave, respectivamente). Faça com que o alarme seja ativado sempre que pelo
menos uma condição ocorrer: a) Os faróis estiverem ligados e a ignição desligada (leve); e b)
A porta estiver aberta e a ignição ligada (grave). Ao final, simule o circuito utilizando o
CircuitMaker.
a814 – Como devemos proceder para implementar um decodificador 3x8, utilizando o CI
7442?
a15 – Considere as formas de onda mostradas a seguir. Aplique esses sinais no CI-74138,
conforme mostrado a seguir:
A  A0
B  A1
C  A2
D  E3
Considere que /E1 e /E2 estejam conectadas no nível baixo e desenhe as formas de onda para
as oito saídas do CI.
a816 – Numa lanchonete os possíveis combos combinam refrigerante, batata frita e
hambúrguer, nos tamanhos pequeno e grande. Deseja-se implementar, num drive-thru
hipotético, um equipamento para realizar o pedido do usuário, através da seguinte interface:
O equipamento deve dar prioridade para o produto de tamanho maior, caso o usuário aperte os
dois tamanhos e priorizar o tamanho pequeno, para o caso do usuário não escolher o tamanho
do produto. Além disso, o equipamento deve apresentar na cozinha um número de 1 a 8, para
indicar o pedido realizado pelo usuário. Implemente o circuito no Simulador de ProtoBoard.
a17 – Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V
e nível ZERO = 0V.
E
0V
0V
5V
5V
D
0V
5V
0V
5V
Y
a18 – Qual das três opções a seguir é a mais recomendada para se implementar uma porta
NAND TTL de duas entradas? Por quê?
a19 - Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V
e nível ZERO = 0V.
X
0V
5V
Y
a20 – Qual das duas opções a seguir é a mais indicada para conectar uma chave ativa em
UM a um pino de uma porta TTL? Por quê?
a21 – Considerando a família CMOS, preencha a tabela a seguir:
Parâmetro
VOH(mín)
VOL(máx)
VIH(mín)
VIL(máx)
Margem de ruído para o nível baixo
Margem de ruído para o nível alto
Valor
Pode se dizer que a família CMOS é compatível com a família TTL? Explique sua resposta.
a22 – Na figura a seguir, o que significam as siglas TPHL e TPLH ?
a23 – Considerando os níveis de tensão representados na figura a seguir, calcule a margem
de ruído dos circuitos integrados que atendem a essas especificações.
a24 – Considerando a tabela a seguir, identifique a subfamília TTL mais rápida, a que
consome menos energia e a que possui maior margem de ruído.
a25 – Considerando a tabela abaixo, calcule o Fan-out na interface da primeira subfamília
lógica acionando a segunda:
a) 74 para 74LS
b) 74LS para 74AS
c) 74AS para 74ALS
IIH(máx) = Corrente de entrada máxima em nível alto.
IIL(máx) = Corrente de entrada máxima em nível baixo.
IOH(máx) = Corrente de saída máxima em nível alto.
IOL(máx) = Corrente de saída máxima em nível baixo.
a826 - A figura a seguir ilustra o cruzamento de uma rodovia com uma via de acesso.
Sensores detectores de veículos são colocados ao longo das pistas C e D (rodovia) e nas pistas
A e B (via de acesso). As saídas desses sensores serão nível BAIXO (0) quando nenhum
veículo estiver presente e nível ALTO (1) quando um veículo estiver presente. O sinal de
trânsito no cruzamento é controlado de acordo com a seguinte lógica:
a) O sinal da direção Leste-Oeste (L/O) será verde quando as duas pistas C e D
estiverem ocupadas;
b) O sinal da direção L/O será verde sempre que as pistas C ou D estiverem
ocupadas, mas com as A e B desocupadas;
c) O sinal da direção norte-sul (N/S) será verde sempre que as duas pistas A e B
estiverem ocupadas, mas as pistas C ou D estiverem desocupadas;
d) O sinal da direção N/S será verde quando as pistas A ou B estiverem ocupadas e
enquanto ambas as pistas C e D estiverem vazias;
e) O sinal da direção Leste-Oeste (L/O) será verde quando não houver veículo
presente; e
f) Nos casos omissos, C e D tem preferência sobre A e B.
a827 - Projetar um circuito lógico que controle o nível de uma caixa d’água colocada no
teto de um edifício como ilustrado na figura a seguir. A caixa 1 funciona como reserva e
existem os sensores A, B, C e D que dão a indicação do nível de água. A válvula de entrada
de água é controlada pelo atuador AT1 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0) e a
bomba é controlada pelo atuador AT2 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0). Ao
final, simule o circuito utilizando o CircuitMaker.
828 – Implemente um circuito digital no simulador de ProtoBoard, utilizando CIs
comerciais, para indicar em um display (um dígito de 0 a 9) o próximo paciente que será
atendido numa enfermaria, obedecendo a seguinte prioridade:
Dígito
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Paciente
Idosos hipertensos
Idosos diabéticos
Idosos com febre
Idosos
Bebes com febre
Bebes
Crianças com febre
Crianças
Adultos com febre
Adultos
829 - A figura a seguir mostra um teclado de 12 teclas. Sua saída consiste de 7 sinais; um
para cada uma das 4 linhas (L1, L2, L3, L4) e um para cada das três colunas (C1, C2, C3).
Apertando um botão, duas destas saídas tornam-se nível lógico 1 correspondendo a linha e a
coluna do botão pressionado. Por exemplo, pressionando o botão “1”, teremos L1 = C1 = 1 e
as demais saídas valem zero. Pressionando “#” teremos L4 = C3 = 1 e assim por diante.
Deseja-se que seja projetado um circuito que converta os 7 sinais do teclado em um número
binário de 4 bits b3b2b1b0 indicando qual botão foi pressionado. Os botões de 0 a 9 deverão
ser codificados de 0000 até 1001 (equivalente binário) enquanto que “*” será representado por
1010, “#” por 1011 e o código 1111 indica que nenhum botão foi pressionado em um dado
tempo. Projete este circuito no CircuitMaker que gera esta codificação.
a30 - Projete um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir:
831 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de
ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse.
832 – Realize o teste do CI-74153, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard
para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior.
833 - Projete um circuito Multiplexador de 8 entradas, utilizando o CI-74153. Depois faça a
simulação desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
a834 - Projete e simule no CircuitMaker um circuito Multiplexador de 8 entradas,
utilizando portas lógicas, conforme a tabela a seguir:
835 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74151, compare os
resultados obtidos com os da simulação anterior.
a836 - Projete e simule no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Multiplexador
de 16 entradas, utilizando CIs 74151.
837 – Utilizando o CI-74151, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard a
função lógica dada pela tabela a seguir.
a38 – Projete um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir:
S1
S2
A0
A1
A2
A3
0
0
E
0
0
0
0
1
0
E
0
0
1
0
0
0
E
0
1
1
0
0
0
E
839 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de
ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse.
840 – Realize o teste do CI-74155, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard
para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior.
841 - Usando CIs comerciais projete, simule e monte no CircuitMaker e/ou Simulador de
ProtoBoard um sistema de transmissão de dados com um canal para comunicar palavras de 4
bits. Verifique a ação do sistema para todas as combinações de entradas possíveis.
842 – Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Demultiplexador de
1x8, utilizando o CI-74138. Realize todos os testes necessários para confirmar o
funcionamento do circuito.
843 – Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Multiplexador com o
maior número de entradas para multiplexação possível, utilizando um CI-74153 e um CI74157. Realize todos os testes necessários para confirmar o funcionamento do circuito.
844 – Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito, usando portas lógicas, que
atenda às especificações a seguir. Que circuito é esse?
A
B
S
C
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
a45 – Preencha tabela verdade a seguir, que representa um circuito Somador Completo,
conforme apresentado no diagrama:
A
B
Cin
S
Cout
846 - Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito Somador Completo, usando
portas lógicas.
847 - Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um Somador para 2 bits, utilizando apenas
portas lógicas.
848 – Realize o teste virtual do CI-7483, utilizando o Simulador de Protoboard para somar
dois números de quatro bits. Compare esse CI com os circuitos projetados nos itens
anteriores. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados.
849 – Implemente no Simulador de Protoboard um circuito que some dois números de oito
bits cada. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados.