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