Fundamentos de Eletrônica Digital

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1 Fundamentos de Eletrônica Digital
Com PLD Fabiano Camargo Rosa Portas Lógicas © 2009 Pearson Education

2 A X INVERSORA Quando a entrada está em nível lógico ALTO, a saída estará em nível lógico BAIXO; Quando a entrada esta em nível lógico baixo, a saída estará em ALTO BAIXO(0) ALTO (1) ALTO (1) BAIXO (0)

3 A X INVERSORA Exemplos de ondas: A X

4 A A X PORTA AND X B B A porta AND produz uma saída de nível ALTO apenas quando todas as entradas forem nível ALTO 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação AND é representada através de uma multiplicação. X = A .B ou X = AB.

5 Exemplo PORTA AND Exemplos de onda: A B X
Operação AND é usada em programação de computadores como uma máscara seletiva. Se você quiser manter certas partes de um número binário, mas zerar os outros bits, você pode definir uma máscara com um na posição dos bits mantidos. AND , qual é o resultado? Exemplo

6 Example Solution The AND Gate
A Multisim circuit is shown. XWG1 is a word generator set in the count down mode. XLA1 is a logic analyzer with the output of the AND gate connected to first (upper) line of the analyzer. What signal do you expect to on this line? Solution The output (line 1) will be HIGH only when all of the inputs are HIGH.

7 A X A X PORTA OR B B A porta OR produz nível ALTO na saída quando qualquer uma das entradas for nível ALTO, A saída será nível baixo quando todas as entradas estivem em nível Baixo 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação OR é representada através de uma operação de adição X = A + B.

8 Exemplo PORTA OR Formas de onda: A B X
A operação OR é usada na computação para colocar certos bits de um número em nível ALTO. Exemplo OR qual é o resultado?

9 Example Solution The OR Gate
A Multisim circuit is shown. XWG1 is a word generator set to count down. XLA1 is a logic analyzer with the output Example connected to first (top) line of the analyzer. The three 2-input OR gates act as a single 4-input gate. What signal do you expect on the output line? The output (line 1) will be HIGH if any input is HIGH; otherwise it will be LOW. Solution

10 A operação NAND é representada da seguinte forma: X = A .B
PORTA NAND X B B A porta NAND produz nível baixo na saída quando todas as entradas estão em nível ALTO, caso contrário, a saída estará em nível BAIXO. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação NAND é representada da seguinte forma: X = A .B

11 Pergunta PORTA NAND Formas de ONDA: A B X
A porta NAND é particularmente útil porque é uma porta "universal" - todas as outras portas básicas podem ser construídas a partir de portas NAND. Como implementar a operação de inversão utilizando uma porta NAND? Pergunta

12 Example Solution The NAND Gate
A Multisim circuit is shown. XWG1 is a word generator set in the count up mode. A four-channel oscilloscope monitors the inputs and output. What output signal do you expect to see? Solution The output (channel D) will be LOW only when all of the inputs are HIGH. Inputs

13 A operação NOR é representada da seguinte forma: X = A + B.
PORTA NOR B B A porta NOR produz nível BAIXO na saída quando qualquer uma das entradas for nível ALTO; Se todas as entradas estiverem em nível baixo, a saída será nivel ALTO 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação NOR é representada da seguinte forma: X = A + B.

14 Exemplo Resposta PORTA NOR Forma de onda: A B X
Operação NOR produz nível BAIXO se as entradas forem nível BAIXO. Exemplo Quando o LED estará aceso no circuito ao lado? Resposta Quando qualquer uma das entradas for nível ALTO.

15 A X A X PORTA XOR B B A porta XOR produz nível ALTO na saída quando a quantidade de entradas em nível ALTO for ímpar. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação XOR é escrita como: X = AB + AB. Alternativamente : X = A + B.

16 Pergunta PORTA XOR Forma de onda: A B X
A porta XOR produz nível ALTO na saída quando apenas uma das entradas está em nível ALTO Se as formas de onda A e B frorem invertidas, como ficara a saída? Pergunta Não será alterada.

17 A X A X PORTA XNOR B B A porta XNOR produz saída em nível ALTO quando as entradas forem iguais. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 A operação XNOR é esrita como: X = AB + AB. Alternativamente : X = A . B.

18 Pergunta PORTA XNOR Forma de onda: A B X
A porta XNOR produz nível ALTO quando as entradas são iguais. É bastante utilizada para comparação Se a foram de onda A é invertioda e a B mantida, qual será o efeito na saída? Pergunta A saída é invertida.

19 Circuito Integrado As duas principais famílias lógicas são a TTL e a CMOS. Enacapsulamento para os circuitos lógicos. DIP package SOIC package

20 Circuito Integrado Algumas configurações de portas lógicas.

21 Circuito Integrado Símbolos lógicos mostram as portas e os pinos associados.

22 Circuito Integrado Data sheets incluem limites e condições fixados pelo fabricante, bem como características DC e AC. Por exemplo, algumas características de uma porta 74HC00A são:

23 Programmable Logic A Programmable Logic Device (PLD) can be programmed to implement logic. There are various technologies available for PLDs. Many use an internal array of AND gates to form logic terms. Many PLDs can be programmed multiple times.

24 Example Programmable Logic
In general, the required logic for a PLD is developed with the aid of a computer. The logic can be entered using a Hardware Description Language (HDL) such as VHDL. Logic can be specified to the HDL as a text file, a schematic diagram, or a state diagram. A text entry for a programming a PLD in VHDL as a 2-input NAND gate is shown for reference in the following slide. In this case, the inputs and outputs are first specified. Then the signals are described. Although you are probably not familiar with VHDL, you can see that the program is simple to read. Example

25 Programmable Logic entity NandGate is port(A, B: in bit;
LED: out bit); end entity NandGate; architecture GateBehavior of NandGate is signal A, B: bit; begin X <= A nand B; LED <= X; end architecture GateBehavior;

26 Selected Key Terms Inverter Truth table Timing diagram Boolean algebra
AND gate A logic circuit that inverts or complements its inputs. A table showing the inputs and corresponding output(s) of a logic circuit. A diagram of waveforms showing the proper time relationship of all of the waveforms. The mathematics of logic circuits. A logic gate that produces a HIGH output only when all of its inputs are HIGH.

27 Selected Key Terms OR gate NAND gate NOR gate Exclusive-OR gate
Exclusive-NOR gate A logic gate that produces a HIGH output when one or more inputs are HIGH. A logic gate that produces a LOW output only when all of its inputs are HIGH. A logic gate that produces a LOW output when one or more inputs are HIGH. A logic gate that produces a HIGH output only when its two inputs are at opposite levels. A logic gate that produces a LOW output only when its two inputs are at opposite levels.

28 Quiz Selecione a tabela-verdade da porta AND de 2 entradas a. b. c. d.
0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 a. b. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 c. d. © 2009 Pearson Education

29 Quiz A tabela-verdade da porta NOR é? a. b. c. d. 0 0 0 1 1 0 1 1 1
0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 a. b. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 c. d. © 2009 Pearson Education

30 Quiz A tabela-verdade da porta XOR é? a. b. c. d. 0 0 0 1 1 0 1 1 1
0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 a. b. 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 c. d. © 2009 Pearson Education

31 Quiz 4. O símbolo representa a operação a. OR b. AND c. NOR d. XOR A X
© 2009 Pearson Education

32 Quiz 5. O símbolo representa a operação a. OR b. AND c. NOR d. XOR A X
© 2009 Pearson Education

33 Quiz 6. A porta lógica que produz uma saída ALTA somente quando todas as suas entradas são ALTA é uma? a. Porta OR b. Porta AND c. Porta NOR d. Porta NAND © 2009 Pearson Education

34 Quiz 7. A expressão X = A + B representa? a. A OR B b. A AND B
c. A XOR B d. A XNOR B © 2009 Pearson Education

35 Quiz 8. Que porta com 2 entradas produz a forma de onda abaixo?
a. Porta OR b. Porta AND c. Porta NOR d. Porta NAND A B X © 2009 Pearson Education

36 Quiz 9. Que porta produz nível ALTO quando o estado das entradas coincidem? a. OR gate b. AND gate c. NOR gate d. XNOR gate © 2009 Pearson Education

37 Quiz 10. The required logic for a PLD can be specified in an Hardware Description Language by a. text entry b. schematic entry c. state diagrams d. all of the above © 2009 Pearson Education

38 Quiz Answers: 1. c 2. b 3. a 4. a 5. d 6. b 7. c 8. d D