Prof. Renato Lopes - 1º Semestre de 2012 Data de entrega: Dia 24 de maio de 2012
2ª Lista de Exercícios de Sistemas Digitais I
Questão 01 – Três botões controlam três motores de potências diferentes. O botão 'A'
controla o Motor 'M1', que possui 30HP. O Motor 'M2', que tem 50HP, é controlado pelo botão 'B'. E o botão 'C' controla o Motor 'M3', que possui 70 HP. Os botões são ligados em um circuito digital, que por sua vez determinam a ligação ou não dos motores. Você deverá projetar esse circuito lógico de modo que a potência total dos motores ligados ao mesmo tempo nunca ultrapasse 90 HP. Se ultrapassar, o motor de menor potência deverá ser desligado. Projete o circuito lógico simplificado e desenhe-o.
Questão 02 – Projete um comparador de 3 bits com 6 entradas (A2..A0 e B2..B0) e uma
saída ativo baixo, ou seja, se A2..A0 for igual a B2..B0 a saída dá 0, caso contrário dá 1.
Questão 03 – A figura abaixo mostra um diagrama para um circuito de alarme de
automóvel usado para detectar uma determinada condição indesejada. As três chaves são usadas para indicar, respectivamente, o estado da porta do motorista, o estado da ignição e o estado dos faróis. Projete um circuito lógico de forma que o alarme seja acionado sempre que ocorrer uma das seguintes condições: a) Os faróis estão acesos e a ignição está desligada. b) A porta está aberta e a ignição está ligada.
Questão 04 – Projete um circuito multiplicador que recebe dois números binários x 1x0 e
y1y0 e gere na saída um número binário que é igual ao produto aritmético dos dois números da entrada.
Questão 05 – Projete um sistema que multiplique um número binário de 3 bits por 2 ou
por 5, dependendo do valor de um sinal M. Se o resultado for maior ou igual a 15 , todos os bits da saída devem aparecer em nível lógico alto para indicar overflow. Considere: M=0 multiplicação por 2 e M=1 multiplicação por 5;
Questão 06 – Um sistema de segurança para duas portas é composto por um leitor de
cartão e um pequeno teclado. Uma pessoa poderá abrir uma das duas portas se possuir um cartão contendo o código correspondente à porta e se pressionar no teclado um código de autorização correto. As saídas para o leitor de cartões está mostrado na tabela abaixo:
Os códigos do teclado que autorizam a abertura da porta 1 são 101 e 110, enquanto que os códigos para a porta 2 são 101 e 011. Se o cartão for inválido ou se um código errado for pressionado no teclado, o alarme é disparado. Caso contrário, a porta correspondente será aberta. Projete o sistema de segurança para as duas portas. Use portas lógicas AND, OR e NOT.
Questão 07 – Considere que você está em um laboratório de sistemas digitais e acabou
de montar o seguinte circuito:
No entanto, testes no circuito indicam que há algum problema. Você observa que a saída Y vai para nível ALTO apenas quando A=1 e B=0, independentemente de C. Considere a lista a seguir com as possíveis falhas. Para cada uma escreva “sim” ou “não” para indicar se a falha pode ou não ser a causa do problema. Justifique cada resposta. 1. Um curto circuito interno de Z2-13 com o GND. 2. Um circuito aberto na conexão com Z2-13. 3.
Um curto circuito interno de Z2-11 com Vcc.
4. Um circuito aberto na conexão de Vcc com Z2. 5. Um circuito aberto interno em Z2-9. 6. Uma conexão aberta de Z2-11 a Z2-9. 7. Uma ponte de solda entre os pinos 6 e 7 de Z2.
Questão 8 – Projete um conversor do Código de Gray para um display de 7-segmentos.
As 4 entradas para o conversor (A, B, C, D) representam um dígito decimal em código de Gray. Considere como válidas apenas as combinações para os dígitos de 0 a 9. As saídas para as demais combinações são consideradas não-importa. Tente fazer este projeto usando apenas portas NAND e NOT para os segmentos a e c do display. Ser ia possível utilizar um decodificador binário para isso?
Questão 9 – Você foi contratado por uma montadora de automóveis para o cargo de
analista de sistemas digitais. Em seu primeiro dia de trabalho seu chefe lhe diz que o sistema de alarme de detecção do uso de cinto de segurança de um dos novos modelos de automóvel que será lançado foi projetado por uma empresa terceirizada e que sua primeira tarefa será analisar esse sistema, gerar um relatório com a descrição de funcionamento do circuito e dar a sua aprovação em caso de funcionamento correto. As informações disponíveis são: 1. Desenho do circuito lógico do projeto (mostrado abaixo)
2. Os sensores de presença do motorista e passageiro são ativos em nível ALTO e representados, respectivamente, por DRIV e PASS. Esses sinais são ativados a partir de chaves atuadas por pressão colocadas nos assentos. 3. O sinal IGN é ativo em nível ALTO quando a chave estiver ligada (ignição do automóvel ligada). 4. O sinal
BELTD é
ativo em nível baixo e indica que o motorista não está usando
o cinto de segurança. O sinal
BELTP
é o sinal correspondente ao cinto do
passageiro. 5. O alarme será ativado em nível BAIXO.
Faça a descrição do funcionamento do circuito. Você daria a aprovação para esse sistema? Justifique a sua resposta. Se você afirmar que o circuito não está correto, proponha um circuito que implemente adequadamente o circuito para detectar a utilização do cinto de segurança quando o carro estiver em movimento.
Questão 10 – Um avião a jato emprega um sistema para monitoração dos valores em
RPM, pressão e temperatura dos motores utilizando sensores que operam como segue:
a) Determine que condições de motor darão alertas aos pilotos; b) Altere o circuito para um outro que utile apenas portas NAND;
Questão 11 – Um codificador de prioridades é um circuito combinacional onde, se um
ou mais bits de entrada forem iguais a 1, a saída indicará o bit de maior prioridade. Considerando que a ordem de prioridade é definida do MSB para o LSB, a tabela abaixo mostra a tabela verdade para um codificador de prioridade de 4 entradas. O „X‟ indica um valor não-importa, e a saída V indica quando há entradas diferentes de zero. Implemente o codificador usando portas lógicas.
Questão 12 – Elabore um codificador para display de 7 segmentos para, a partir de um
código binário, representados por três chaves (A, B e C), escrever o número binário identificado nas chaves em um display de 7 segmentos catodo comum.
Questão 13 – Projete um circuito digital que mostre as letras de A a J em um display de
7-segmentos. O circuito terá 4 entradas WXYZ que representam os 4 últimos bits do código ASCII para a letra que deverá ser mostrada. Por exemplo, se WXYZ = 0001, a letra A aparecerá no display. As letras deverão ser mostradas como indicado na figura abaixo.
Questão 14 – Use um decodificador e o mínimo de portas lógicas para projetar o
sistema dado pela tabela abaixo. (OBS: O sinal de habilita é ativo-baixo, mas o pino de habilita no decodificar é considerado ativo-alto. O que você deverá fazer?)
Questão 15 – Um Analisador Lógico (AL) é um instrumento eletrônico utilizado para
visualizar no tempo os estados lógicos em vários pontos de um circuito eletrônico digital. Considerando que um circuito digital combinacional desconhecido possui 04 entradas (QA, QB, QC e QD) e 01 saída (QE), e no AL foi registrada todas as possíveis combinações no diagrama temporal abaixo, identifique a função lógica simplificada a partir da (a) álgebra de booleana e do (b) mapa de Karnaugh (utilize necessário).
don't care caso
Registro Gráfico do Analisador Lógico
Questão 16 – Uma equipe de engenheiros de uma empresa de microeletrônica foi
contratada para projetar um circuito lógico de um decodificador BCD para 7 segmentos. Como parte da equipe, você ficou responsável de desenvolver um circuito lógico para o segmento a. (a) determine a expressão lógica (b) a expressão simplificada utilizando mapa de Karnaugh e (c) o consequente circuito digital .
Questão 17 – A Unidade Lógica Aritmética (ULA) é a unidade central do processador
digital, sendo o circuito somador completo (SC) um elemento fundamental da ULA. Assim, projete (a) um bloco SC de dois bits, e (b) utilizando blocos de SC e portas lógicas ou-exclusivo adicionais implemente um único circuito somador/subtrator de 4 bits. No item (b), aplique o princípio do complemento de 2, utilize uma entrada de seleção somador/subtrator e desenhe o circuito digital completo.
Questão 18 – Os decodificadores são circuitos digitais que geralmente recebe um
código binário na entrada e ativa apenas uma saída, que correspondente ao número decodificado. Exemplificando uma aplicação dos decodificadores, (a) projete um circuito que realize as funções lógicas abaixo utilizando apenas um decodificador 3 linhas para 8 linhas integrado e portas NAND se necessário. (b) Desenhe o circuito completo.
OBS – As questões referentes à multiplexadores e demultiplexadores serão realizadas em sala de aula.
OBS 1 – A realização dos exercícios desta lista
é
condição
necessária,
mas
suficiente para boa realização da prova!!
não
