Exp3.5 - Configurações de Saída
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Conhecer as configurações de saída das portas lógicas TTL.
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Conhecer as diferenças básicas nos modos de operação das portas com saída Totem Pole, Coletor Aberto e Tri-state.
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Praticar interligação de componentes e familiarização com montagens de circuitos lógicos.
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Construir circuitos, analisar o funcionamento e interpretar resultados.
Conceitos
1) Estágios de saída.
Quanto ao estágio de saída, as portas TTL apresentam-se em três configurações: totem pole, coletor aberto e tri-state.
Saída Totem Pole
As portas com saída Totem Pole são mais comuns e nos circuitos digitais. Nesta configuração, a saída de uma porta pode ser ligada às entradas de outras portas diretamente sem a necessidade de qualquer outro cuidado, apenas obedecendo a condição de fan-out (número máximo de portas que pode ser conectado a uma única saída).
Interligação de portas com saída totem pole
Configuração de saída totem pole
Saída Coletor Aberto
Como o próprio nome diz, a saída da porta é o coletor de um transistor que se encontra aberto, isto é, sem estar ligado a nenhum ponto. Para que o mesmo funcione, é necessário fazer a ligação de um resistor externo entre a saída e o Vcc. Tal resistor é denominado "pull-up" (Rp). Em geral, o seu valor encontra-se entre a faixa de 500 a .
Circuito digital utilizando portas com saídas coletor aberto
Configuração de saída coletor aberto
Saída Tri-State
As portas com saidas tri-state possuem, além das entradas normais, uma entrada a mais que serve de controle da saída, determinando funcionamento normal ou tri-state ("Z").
Na situação de tri-state a saída apresenta-se com alta impedância, podendo ser comparada, como se a saída estivesse desligada do circuito.
Seguidor com saída tri-state
Circuito usando portas com saída tri-state
2) Seguidor ou buffer
O seguidor, também conhecido como buffer, é uma porta que não executa nenhuma operação booleana; serve apenas para aumentar os níveis de corrente e/ou tensão do sinal lógico, conforme requerido pela aplicação.
3) Lógica de fiação
Com as portas que utilizam saidas em coletor aberto, é possivel realizar a chamada lógica de fiação ou lógica de ponto, onde o produto lógico é efetuado sem a necessidade de se usar uma porta lógica. Para tanto, basta interconectar todas as saidas das portas a um único resistor de "pull-up". Assim, pode se dizer que a função AND é efetuada no ponto de interligação ou na fiação.
M1- Para estudar as configurações de saída das portas lógicas TTL, serão realizados testes de componentes com saídas coletor aberto e com saídas três estados e fazendo-se uma breve comparação com a saída totem pole.
M2- Também, serão implementados circuitos que executam lógica de fio e um circuito para tráfego de dados, constituindo um barramento simples de dados.
Relação de Material
| Quantidade | Descrição |
| 1 | fonte de tensão 5V |
| 1 | multimetro |
| 1 | matriz de contatos |
| 1 | CI 7404 |
| 1 | CI 7405 |
| 1 | CI 74126 |
| 1 | resistor de 1kΩ |
| 2 | cabos banana-banana |
| - | fios rígidos de 0,51 mm∅ |
P1- Usando uma das portas do CI 7405, implementar o circuito conforme a figura abaixo.
P2- Iniciar a montagem fazendo a alimentação do CI:
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conectar o terminal da tensão positiva de 5V ao pino 14;
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conectar o terminal negativo da fonte (terra do circuito) ao pino 7 do CI;
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P3- Ligar a fonte de alimentação, em seguida, medir a tensão no pino 2, para as situações de A= 0V e A= 5V . Preencher a tabela 1. (RI-I)
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não esquecer que a fonte deve estar ajustada para fornecer 5 Vcc.
P4- Acrescentar um resistor de "pull-up" (1k ) à saída do inversor (pino 2). Refazer as medidas no ponto Y, para e . Preencher a tabela 2. (RI-I)
OBS:Notar que o resistor de "pull-up" deve ser ligado entre Vcc e o pino 2.
P5- Desligar a fonte de alimentação e modificar o circuito conforme o diagrama seguinte.
P6- Ligar a alimentação. Variar os níveis lógicos das entradas A e B e com um voltimetro verificar o estado lógico da saída Y. (RI-II)
P7- Desligar a chave geral da fonte de alimentação. Substituir o CI pelo CI 74126 (4 seguidores com saída tri-state).
P8- Fazer as ligações necessárias de forma que os pinos A e C sejam utilizados como entradas e Y comjo saída.
P8- Ligar a fonte de alimentação. Trocar os níveis lógicos das entradas de forma a passar por todas as situações possíveis. Completar a tabela-verdade (RI-III)
P9- Completar a montagem anterior para obter o circuito seguinte.
P10- Preencher a tabela-verdade. (RI-IV)
Q1. Cite tres exemplos de Cls com coletor aberto.
Q2. Implementar a expressão , usando a lógica de fiação.
Q3. Cite tres exemplos de Cls com saída tri-state.
Q4. Elaborar um circuito lógico para ser usado juntamente com as entradas de controle das portas tri-state, com a finalidade de evitar conflitos de sinais no barramento esquematizado a seguir.
Q5. Explicar o comportamento de uma porta tri-state, quando a entrada de controle encontra-se em aberto.
Q6. Explicar o que pode acontecer quando mais de uma saída tri-state em um barramento, estiver ativada ao mesmo tempo.
| Instituição: | ||
| Curso: Discipl.: Série/Turma: | ||
| Prof.: Data: Conceito: | ||
| Nome | Nº | |
Relatório
I) Saída Open Colector (Coletor Aberto)
Para verificar a operação de uma porta TTL com saída em coletor aberto, foi utilizada uma das portas do CI 7405 que contém seis inversores deste tipo.
Circuito sem o resistor de "pull-up"
Tabela 1
| Entrada | Saída |
| A | Y |
| 0 | |
| 1 |
Circuito com o resistor de "pull-up"
Tabela 2
| Entrada | Saída |
| A | Y |
| 0 | |
| 1 |
Analisando as duas tabelas, verifica-se que é necessário utilizar o resistor de "pull-up" nas saidas das portas em coletor aberto, pois ___
II - Lógica de Fiação
O circuito abaixo foi construído com a finalidade de mostrar que usando portas com saída em coletor aberto, é possível executar a função lógica ___ através de um fio.
Circuito utilizado
| Entradas | Saída | |
| C | A | Y |
| 0 | 0 | |
| 0 | 1 | |
| 1 | 0 | |
| 1 | 1 | |
Através da tabela-verdade podemos concluir que o circuito executa a seguinte função lógica:
Y=___
III - SaídaTri-state
Para conhecer o funcionamento de uma porta com saída tri-state foi utilizado o circuito abaixo, construído com um dos seguidores do CI 74126. A porta utilizada, além das entradas normais, possui uma entrada de controle que serve para ___
Para a porta entrar em operação normal, o terminal de controle deve ser mantido em nível
lógico ___, caso contrário a saída permanecerá no
| Entradas | Saída | |
| C | A | Y |
| 0 | 0 | |
| 0 | 1 | |
| 1 | 0 | |
| 1 | 1 | |
IV - Barramento de dados
O circuito abaixo mostra a configuração de um barramento de dados unidirecional construído com portas tri-state. A porta inversora, no circuito, tem a finalidade de ___
Circuito utilizado
| Entradas | Saída | ||
| C | B | A | Y |
| 0 | 0 | 0 | |
| 0 | 0 | 1 | |
| 0 | 1 | 0 | |
| 0 | 1 | 1 | |
| 1 | 0 | 0 | |
| 1 | 0 | 1 | |
| 1 | 1 | 0 | |
| 1 | 1 | 1 | |