Nome: Samuel Lucas M de Araújo RA: 186970 EA773 - D 1

Nome: Samuel Lucas M de Araújo RA: 186970
EA773 - D
1. INTRODUÇÃO
Este primeiro roteiro de aula prática de Laboratório de Circuitos lógicos teve como
objetivo a montagem de circuitos combinacionais e sequenciais utilizando circuitos
integrados da família TTL para implementar em um projeto de um contador cíclico
síncrono de módulo 16 utilizando Flip-Flops tipo D sensível à borda de subida.
Nas páginas seguintes será explicitado os passos realizados para a construção do
projeto (Tabela verdade, funções lógicas, etc) assim como a descrição e
características dos componentes utilizados e materiais auxiliares.
2. Componentes necessários para a implementação do circuito na prática
e esboço do circuito lógico prático
Circuitos integrados utilizados:
- 1 SN74LS175N = Contém quatro FF’s tipo D ativos por borda de subida e possui um
Clear.
- 1 SN7408 = Contém quatro portas AND de duas entradas.
- 1 SN74S11N = Contém três portas AND de três entradas.
- 1 SN74S86N = Contém quatro portas XOR de duas entradas.
Características elétricas e temporais:
- SN74LS175N:
Figura 1 – Diagrama CI SN74175
Este Circuito integrado possui os pinos CLOCK e CLEAR ligados em comum com
os 4 Flip-Flops; sua informação é armazenada durante a transição de baixo nível para
alto nível na operação do CLOCK.
A faixa de tensão (Volts) para a operação deste componente está entre 4,75V –
5,25V.
A fonte mínima de corrente (Ampere) para o funcionamento do CI é 18mA.
Faixas temporais para o CI SN74175 em nanossegundos:
CLOCK e CLEAR -
de 20 a 30ns
Data setup time
-
20ns
Data hold time
-
5ns
Tempo de restauração - 25ns
- SN7408:
Figura 2 – Diagrama CI SN7408
Faixa de tensão para operação
-
4,75V – 5,25V
Fornecimento da mínima corrente para operação - 16mA
Tempo de execução do CI
-
7 - 7,5ns
- SN74S11:
Figura 3 – Diagrama CI SN7411
4,5V – 5,5V
Faixa de tensão para operação
-
Corrente mínima para operação
-
20mA
Tempo de execução do CI
-
10 – 20ns
- SN74S86N:
Figura 4 – Diagrama CI SN74S86N
4,75V – 5,25V
Faixa de tensão para operação
-
Corrente mínima para operação
-
20mA
Tempo de execução do CI
-
10,5ns
3. Tabela de valores da tensão nas entradas (D e CLOCK) e das saídas
(Qout, Qout*(barrado)) dos Flip-Flops para três estados.
Estado 1: 0001
X
Vin
Qout
Qout*
D3
164,5 mV
170 mV
4,72 V
D2
167,4 mV
182,8 mV
4,66 V
D1
4,42 V
191,3 mV
4,7 V
D0
129,7 mV
4,63 V
129,5 mV
CLOCK
16,4 mV
X
X
D3
162,8 mV
169,8 mV
4,75 V
D2
166,33 mV
182 mV
4,67 V
D1
4,53 V
4,63 V
117 mV
D0
4,71 V
184,8 mV
4,70 V
CLOCK
17,4 mV
X
X
D3
164,4 mV
169,5 mV
4,68 V
D2
4,58 V
195 mV
4,65 V
D1
165,2 mV
4,62 V
116,3 mV
D0
128,2 mV
4,63 V
128 mV
CLOCK
17,7 mV
X
X
Estado 2: 0010
X
Vin
Qout
Qout*
Estado 3: 0011
X
Vin
Qout
Qout*
Compatibilidade dos valores medidos com as características da família TTL
(Datasheet):
Os valores são compatíveis pois a tensão máxima da entrada do CLOCK é 25mV e
na medição está entre 16,4mV – 17,7mV; a tensão de entrada para o nível lógico
ALTO (Vih) possui 2 V como mínimo e os valores medidos ficaram entre 4,42V –
4,72V; A tensão de entrada para o nível lógico BAIXO está estabelecido para no
máximo 800 mV e os valores medidos ficaram abaixo desse valor.
A tensão de saída para o nível ALTO consiste no mínimo 2,4 V, e os valores medidos
apresentaram para tensão de 4 V para adiante; a tensão de saída para o nível BAIXO
está estabelecido como máximo valor 400 mV e os valores medidos ficaram abaixo
dessa faixa.
OBS: As tensões de saída para as portas lógicas não estão incluídas porque
interpretei errado esse item.
4. Fotos do circuito e equipamentos auxiliares.
Figura 5 – Circuito do contador implementado num Protoboard com os cabos de rede
fazendo as ligações entre os terminais dos flip-flops, portas lógicas e alimentação do
circuito.
Figura 6 – Foto do circuito em um ângulo diferente.
Figura 7 – Placa utilizada para a ligação entre as saídas dos flip-flops e os LEDs, para
representar a contagem em binário, além de proporcionar um botão de pulso para o
CLOCK.
Figura 8 – Multimetro utilizado para a medição das tensões nos terminais dos circuitos
integrados (foto ilustrativa).
5. Conclusão
Neste projeto abordamos a implementação de um contador síncrono de módulo 16
na qual sua contagem correspondia do número 0 ao 15, em que foi visto em
visualização binária vide a conexão das quatro saídas dos flip-flops em quatro LEDS
respectivamente na ordem padrão para contagem binária.
Foi um projeto muito importante pelo fato de ver na prática como um contador
funciona e os arranjos necessários para o seu funcionamento, além de sedimentar
melhor os conceitos de circuitos lógicos. O detector de dígitos de RA ficou pendente,
na página seguinte está o esboço de seu projeto.
Datasheets utilizados:
http://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74175.pdf
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn54ls08.pdf
https://www.ti.com/lit/ds/symlink/sn74ls86a.pdf