Exp4.1 - Interligação de Portas Básicas

Objetivos

• Familiarização com montagens de circuitos lógicos.

• Interligar portas básicas com a finalidade de verificar a equivalência entre elas.

• Identificar níveis lógicos, analisando-se as tensões presentes em pontos solicitados dos circuitos.

• Construir e interpretar tabelas.

Preparação

Conceitos

1) Circuitos lógicos

São circuitos de comutação que têm o funcionamento fundamentado em expressões algébricas booleanas.

Os circuitos combinacionais são aqueles cujas saídas são válidas apenas enquanto houver sinais presentes nas entradas. Retirado-se os sinais das entradas cessam-se as respostas nas saídas.

2. Tabela auxiliar

Identidades Booleanas
OR	AND		NOT
A+0=A	A.0=0		$\overline{0}=1$
A+1=1	A.1=A		$\overline{1}=0$
A+$\overline{A}=1$	A.$\overline{A}=0$		$\overline{A}=A$
A+A=A	A.A=A
Propriedades Associativas
$(A+B)+C=A+(B+C)$		$(A\cdot B)\cdot C=A\cdot(B\cdot C)$
Propriedades Comutativas
A+B=B+A		A.B=B.A
Propriedade Distributiva
A.(B+C)=A.B+A.C
Teorema de De Morgan
$\overline{A.\overline{B}\dots}=\overline{A}+\overline{B}+\dots \overline{A+\overline{B}\dots}=\overline{A}.\overline{B}\dots$
Expressões Auxiliares
A+A.B=A	A+$\overline{A}.B=A+B$	$\overline{A}+\overline{A}.B=\overline{A}$	$\overline{A}+A.\overline{B}=\overline{A}+\overline{B}$
$\overline{A}+A.B=\overline{A}+B$	A+A.$\overline{B}=A$	$\overline{A}+\overline{A}.\overline{B}=\overline{A}$	A+$\overline{A}.\overline{B}=A+\overline{B}$

$$(A + B) \cdot (A + C) = A + B \cdot C$$

3) Tabela de equivalência

4) Provador Lógico com LED

Na maioria das experiências o circuito abaixo pode ser utilizado como um provador de estados lógicos sem qualquer problema. Ao tocar os terminais do CI com a extremidade de teste (T) do provador, o LED acenderá para nível alto ou permanecerá apagado para nível baixo.

Sempre que for necessário, o circuito apresentado poderá ser utilizado para verificar o estado lógico da saída de uma porta lógica, porém é conveniente lembrar que para nível alto o circuito carrega a saída da porta lógica, solicitando, aproximadamente, 1,6 mA de corrente. Desta forma, o provador lógico com LED deve ser usado levando em conta este efeito, uma vez que a carga imposta pelo circuito pode fazer o nível de tensão cair abaixo do $V\_{IHmim}$ e gerar erros lógicos para os estágios seguinte.

Um provador lógico mais eficiente pode ser construído, acrescentando ao circuito uma das portas do CI 7407 (seis buffers com coletor aberto). O circuito assim constituiído poderá indicar o

estado lógico em qualquer ponto do circuito, sem o risco de provocar a degradação do nível lógico necessário para acionamento de outras portas.

Metodologia

M1- Para mostrar como as portas lógicas podem ser interligadas umas as outras formando circuitos mais complexos, serão realizadas montagens mostrando como obter uma certa porta lógica a partir de outra com lógica diferente.

Relação de Material

Quantidade	Descrição
1	fonte de tensão de 5V
1	matriz de contatos
1	multimetro
1	CI 7400
1	CI 7402
1	CI 7404
1	CI 7407 não é necessário
1	CI 7408
1	CI 7432
1	LED
1	resistor de 1kΩ
2	cabos banana-banana
-	fios rígidos de 0,51 mm Ø

P1- Fixar os Cls 7404 e 7408 sobre a matriz de contatos

P2- Preparar os Cls para serem alimentados com a tensão continua de 5V, fazendo as seguinte ligações:

• Pino 14 do $\mathrm{C l}_{1}$ com o pino 14 do $\mathrm{C l}_{2}$ ao (+)

• Pino 7 $\mathrm{C l}_{1}$ com o pino 7 do $\mathrm{C l}_{2}$ ao (-)

P3- Completar as ligações conforme o diagrama seguinte.

P4- Ligar a fonte de alimentação.

P5- Aplicar níveis lógicos às entradas A e B do circuito. Para cada condição de entrada, verificar o estado lógico da saída "S" através do provador lógico ou um voltímetro. (RI-I)

P6- Realizar os mesmos procedimentos anteriores para testar os circitos seguints:

(RI-II)

(RI-III)

(RI-IV)

(RI-V)

Questões

Q1- Explicar por que as portas nas configurações abaixo, são equivalentes.

Q2- Elaborar um circuito equivalente ao apresentado abaixo, usando somente portas NAND.

Instituição:
Curso: Discipl.: Série/Turma:
Prof.: Data: Conceito:
Nome		Nº

Relatório Imediato da Experiência 4.1

Interligação de Portas Básicas

I) Analisando a tabela-verdade do circuito ensaiado, verifica-se que este circuito executa a função _ , portanto trata-se de um circuito equivalente à porta lógica _.

Porta lógica e circuito lógico equivalente

Entradas		Saída
A	B	S

II) Da mesma forma, verifica-se que o circuito abaixo executa a função ___,

portanto trata-se de um circuito equivalente à porta lógica ___.

Entradas		Saída
A	B	S

Porta lógica e circuito lógico equivalente

III) A tabela-verdade do circuito ensaiado apresenta-se idênica à tabela de uma função

_, portanto o circuito estudado equivale a uma porta lógica _.

Entradas		Saída
A	B	S

Porta lógica e circuito lógico equivalente

IV) Neste caso, o circuito executa a função _ , portanto trata-se de um circuito equivalente à porta lógica _.

Entradas		Saída
A	B	S

Porta lógica e circuito lógico equivalente

V) Por estarem interligadas, as duas entradas da porta lógica sempre recebem o mesmo sinal, ficando a saída da seguinte forma: $S=\overline{A+A}=\overline{A.A}=\overline{A}$ ou seja, o circuito executa a função _, portanto trata-se de um circuito equivalente à porta lógica _.

Entrada	Saída
A	S

Porta lógica e circuito lógico equivalente

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