Apostila Pratica Laboratorio Sistemas Digitais 1 e 2 Bertozzi

FACULDADES PITAGORAS

PRATICAS DE LABORATÓRIO SISTEMAS DIGITAIS 1 E 2 (ROTEIROS)

Concebido pelo Professor Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp. Mar.2010 – V2.2

Prof. Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp.

Disciplina: Sistemas Digitais I e II PRATICAS DE (ROTEIROS)

LABORATÓRIO

SISTEMAS

DIGITAIS

1

E

2

Concebido por: BERTOZZI, Alexandre Dezem. Engenheiro Eletricista, Engenheiro Eletrônico, Engenheiro de Segurança e Higiene do Trabalho, Especialista em Redes de Computadores, Especialista em Engenharia de Telecomunicações, Licenciado Pleno em Matemática.

Introdução. Para que possamos entender melhor o que vem a ser SISTEMAS DIGITAIS, iremos antes dar uma passada pela história dos computadores. Vamos, então, retornar ao passado e explicar não somente o momento em que ele foi criado, mas também a época em que o homem teve a necessidade de fazer cálculos e os meios que foram sendo criados pra resolver este problema e para acelerar a obtenção dos resultados. O primeiro sistema que o homem usou para representar quantidades foram seus próprios dedos (digits) que deu origem ao familiar sistema decimal, que utilizamos ate os dias de hoje, composto de dez algarismos (de 0 a 9) para expressar qualquer quantidade. O mais primitivo auxilio ao homem na execução de operações com números, alem de seus próprios dedos, foram, provavelmente, pequenas pedras (ou seixos). Em verdade, a palavra CÁLCULO que utilizamos para expressar operações com números é derivada do Latim, “CALCULUS”, que significa seixo (pequeno fragmento de pedra ou mineral). Outro sistema de calculo manual muito utilizado foi o ÁBACO, que, embora tenha aproximadamente 5000 anos, ainda tem aplicações nos dias atuais, em diversos países orientais. Sua origem é desconhecida porque surgiu em diversos locais, praticamente todos na mesma época, com algumas modificações entre eles. Basicamente o ábaco é constituído de um conjunto de fios paralelos, montados em uma moldura, contendo cada fio, uma certa quantidade de contas (pedras), bolinhas coloridas, etc. e a cada unidade representa uma cert quantidade, com valor variável, dependendo do fio em que esta colocada. O Ábaco, por milhares de anos, foi o “dispositivo” para idealizar, realizar cálculos mais comuns para o homem. Maiores progressos nos “dispositivos de calcular não ocorreram até o século XVII. Em 1617, três anos após o desenvolvimento dos algoritmos por NEPIER, ele próprio idealizou um jogo de hastes deslizantes com números sobre elas, para o uso na multiplicação, o qual denominou de RÉGUA DE CÁLCULO, sendo esta, amplamente utilizada no Brasil, principalmente pelos engenheiros, ate a data de 1975, onde perdeu seu lugar para as “novíssimas” calculadoras de bolso. Por volta de 1642, BLAISE PASCAL, então, com apenas 19 anos, construiu a primeira calculadora mecânica. O Sistema era composto por duas séries de engrenagens com um dente equivalente a cada dígito de 0 a 9, ligadas em série. A função das engrenagens era armazenar os números. Em caso de uma das engrenagens atingir o numero 9, haveria o avanço de um dígito na engrenagem mais próxima à esquerda ( exemplo de uso atual, os velocímetros analógico de veículos com marcação de kilometragem). Em sua forma original a maquina de Pascal executava somas e subtrações, porém isto foi modificado mais tarde pelos cientistas para executar multiplicações pela repetições de somas. O principio de somas e subtrações


sucessivas para multiplicar e dividir, respectivamente ainda é utilizada até a presente data em ferramentas computacionais modernas (computadores eletrônicos). No final do século XVII, BARON VON LEIBNITS construiu uma máquina denominada “STEPPED RECKONES” (calculadora por passos). Esta máquina embora mais rápida no processo de calcular, apresentava limitações em sua utilização, pois era necessário que o homem introduzisse informações durante os vários passos de operação, além de operá-la manualmente; o que limitou sua utilização prática. Em 1833, CHARLES BABBAGE idealizou uma máquina analítica, quando tentava construir uma calculadora que resolveria problemas e imprimiria as respostas. Essa máquina não apresentava nada das máquinas de calcular existentes até então. O sonho de Babbage, ou a loucura, como muitos dos seus contemporâneos achavam, tinha incorporada uma Unidade de Memória ou Armazenamento e uma Unidade Aritmética que poderia aceitar instruções preparadas. Este evento não foi realizado por falta de apoio governamental do governo Britânico. Em 1937 foram reiniciados os estudos de Babbage que estavam abandonados desde a sua morte em 1871, pelo Professor HOWARD AIKEN da Havard University, juntamente com a International Business Machines Corporation (IBM), o projeto foi completado em 1944 e seu esquema completo ficou conhecido como MARK I, o primeiro Computador Digital. As operações internas eram controladas automaticamente com relés eletromagnéticos e os cálculos aritméticos eram feitos, mecanicamente. O desenvolvimento de Computadores Eletrônicos teve seu real início em projetos governamentais durante a 2ª Guerra Mundial. O 1º Computador a usar internamente componentes totalmente eletrônicos foi aperfeiçoado entre 1939 e 1946 delo Dr. JOHN W. MACHLY e J. P. ECHERT, na Universidade da Pensilvânia, para o Exército Americano. O ENIAC, como foi chamado empregando aproximadamente 18000 válvulas eletrônicas, pesando aproximadamente 30 toneladas, tinha condições de fazer em um dia, o que por operação manual, requeriam-se 300 dias. As instruções eram alimentadas através de painéis e chaves localizadas externamente ao equipamento. Talvez o maior avanço em computadores automáticos viesse em 1945, quando o Dr. JOHN VON NEWMAN introduziu a idéia de armazenamento das instruções, internamente no computador. Esta idéia foi aproveitada em 1946 em projetos do computador eletrônico EDVAC ( Electronic Discrete Variable Automatic Computer), também para uso militar, sendo este projeto concluído em 1952. Nesta máquina, o programa de instruções era inserido diretamente dentro da memória de maneira que uma instrução era imediatamente acessada, quando uma instrução anterior era executada. Em 1965 foi construído o primeiro computador comercial, o UNIVAC. Daí em diante o desenvolvimento dos computadores foi extremamente rápido. As válvulas eletrônicas, que por produzirem calor e serem relativamente pouco duráveis, logo deram lugar a componentes mais compactos como os transistores e diodos, que por sua vez também perderam seus lugares para os Circuitos Integrados, com o advento da microeletrônica. Estes Circuitos compactam em uma única pastilha (chamados genericamente de CHIP’s ) o equivalente a milhões e até bilhões de transistores. Esta miniaturização dos componentes, permitiu um aumento de velocidade e uma grande melhora no desempenho dos computadores. A velocidade das máquinas antigas eram medidas em mili segundos, depois se passou a medir em micro segundos, e hoje, atingem a ordem dos nano segundos e pico segundos. Os primeiros computadores eletrônicos eram inconvenientes porque usavam o sistema decimal, o qual requeria 10 níveis distintos para cada ordem. O problema de definir e manter estes 10 níveis provou ser tão grande, que o sistema decimal foi substituído por um sistema muito simples, o sistema binário, com somente dois níveis (0 e 1). Em aritmética binária, uma quantidade existe ou não existe. Este tipo de decisão é relativamente fácil de construir com componentes eletrônicos, onde uma tensão existe ou não, por exemplo, em sua saída. Assim, os dados alimentados em um computador digital, o são sob a forma de pulsos elétricos de


tensão, com dois níveis discretos de tensão. Na maioria dos computadores, os dados, as informações, são introduzidas na forma decimal, ou em uma “linguagem” conhecida pelos humanos, mas, internamente, são convertidos para a forma binária, sendo esta a única “linguagem” conhecida pelos circuitos internos (complexos) do computador e posteriormente reconvertidos para a forma em que o humano possa novamente “visualizar” seu resultado. Portanto, SISTEMAS DIGITAIS, é uma ramificação da eletrônica que trata, operam com dados, informações no formato binário, cujo nome deriva da palavra “DIGITUS”, que significa dedos, sendo eles, os dedos, os primeiros auxiliadores a serem utilizados pelo homem na execução de seus “cálculos”. Como dizia Santo Agostinho, “as palavras convencem, mas os exemplos arrastam...”. Esperamos que estas práticas venham contribuir para a construção do conhecimento do discente. Prof. Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp. Março de 2010 Disponível em: www.bertozi.com


Índice. Página Prática de Laboratório Número 01 Prática de Laboratório Número 02 Prática de Laboratório Número 03 Prática de Laboratório Número 04 Prática de Laboratório Número 05 Prática de Laboratório Número 06 Prática de Laboratório Número 07 Prática de Laboratório Número 08 Prática de Laboratório Número 09 Prática de Laboratório Número 10 Prática de Laboratório Número 11 Prática de Laboratório Número 12 Prática de Laboratório Número 13



Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 01 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Portas Lógicas 2- OBJETIVOS: - Conhecer a pinagem dos Circuitos Integrados (CIs); - Confeccionar a tabela da verdade das portas lógicas’ - Conhecer as propriedades das portas lógicas. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - Resistores: 2 x 330 Ω e 2 x 2,2K Ω ; - LED: 2 vermelhos; - Transistores: BC337 ou BC 457 ou BC548 (NPN); - Circuitos Integrados: 7400, 7402, 7404, 7408, 7432; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: -PORTA AND (E) A) Insira o CI7408 no proto-board. Conecte o pino 14 ao Vcc e o pino 7 ao terra. B) Monte o circuito da Figura 1. Alimente o circuito e aplique os níveis lógicos 0 e 1 nas entradas A e B. Observe o LED (aceso=1 e apagado=0) e complete a tabela 1 abaixo. A 0 0 1 1

B L1 0 1 1 1 Tabela 1, (autor).


- PORTA OR (OU) A) Insira o CI7432 no proto-board. Conecte o pino 14 ao Vcc e o pino 7 ao terra. B) Monte o circuito da Figura 2. Alimente o circuito e aplique os níveis lógicos 0 e 1 nas entradas A e B. Observe o LED (aceso=1 e apagado=0) e complete a tabela 2 abaixo. A 0 0 1 1


- PORTA NOT (NÃO) A) Insira o CI7404 no proto-board. B) Utilizando os pinos 1 e 2, faça as ligações da figura 3 C) Chaveie a entrada A para nível lógico 1 e 0 e anote o nível lógico na tabela 3. A L1 0 1 Tabela 3, (autor). - PORTA NAND (NÃO-E) A) Monte o circuito da Figura 4. Comute as entradas A e B para obter as combinações dadas na Tabela 4 abaixo e preencha as colunas relativas às saídas L1 e L2. A 0 0 1 1

B 0 1 1 0

L1

L2

L3

Tabela 4, (autor). B) Monte o circuito da Figura 5. Comute as entradas A e B para obter as combinações dadas na Tabela 4 abaixo e preencha a coluna relativa a saída L3.


- PORTA NOR (NÃO-OU) A) Monte o circuito da Figura 6. Comute as entradas A e B para obter as combinações dadas na Tabela 5 abaixo e preencha as colunas relativas às saídas L1 e L2. A 0 0 1 1

B 0 1 1 0

L1

L2

L3

Tabela 5, (autor). C) Monte o circuito da Figura 7. Comute as entradas A e B para obter as combinações dadas na Tabela 4 abaixo e preencha a coluna relativa a saída L3. 5 – QUESTÕES: A) Existe coincidência entre as equações lógicas dos circuitos da Figura 4 e da Figura 5? Por quê? B) Se uma porta NAND de 3 entradas estiver que executar a Função Lógica S = A.B , em que nível deve estar a terceira entrada? Justifique sua resposta C) Se uma porta NOR de 3 entradas estiver que executar a Função Lógica S = A + B S = A + B , em que nível deve estar a terceira entrada? Justifique sua Resposta. 6 - OBSERVAÇÃO: Lembre-se que você deve demonstrar todos os procedimentos práticos de laboratório neste relatório, de forma clara, objetiva e detalhadamente (matematicamente). Segue na figura abaixo um drive (visto em eletrônica básica) (para acionamento do LED – diodo emissor de luz) que deverá ser utilizado na maioria dos laboratórios práticos em Sistemas Digitais.


Drive (excitador) de Acionamento de LED, (autor).

Figuras Utilizadas na Pratica de Laboratório Numero 1.

Figuras 1,2,3,4,5,6 e 7, (autor).


Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 01: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51021/FAIRCHILD/74LS00.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/51020/FAIRCHILD/74LS02.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 02 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Codificadores 2- OBJETIVOS: - Verificar como um circuito lógico codifica um determinado código em outro código. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 4 excitadores para LED’s - Transistores: BC337 ou BC 457 ou BC548 (NPN); - Circuitos Integrados: 7400, 7402, 7404, 7408, 7432; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: - Codificador Decimal-Binário A) Monte o circuito da Figura 1. Alimente o circuito com a fonte. Acione as entradas A, B, C e D. Verifique as saídas e preencha a Tabela 1. B) Observe pela Tabela 1 que o circuito fornece saída 0 quando duas ou mais de suas entradas forem igual a 1. - Codificador de Código BCD2421 para BCD8421 A) Monte o circuito da Figura 2. Acione as entradas A, B, C e D. Verifique as saídas e preencha a Tabela 2. 4 – QUESTÕES: A) O que é um Codificador? B) Faça um circuito completo de um conversor de Código BCD8421 para BCD2421. OBSERVAÇÃO: Lembre-se que você deve demonstrar todos os procedimentos práticos de laboratório neste relatório, de forma clara, objetiva e detalhadamente (matematicamente).


Segue na figura abaixo quatro drivers (para acionamento do LED – diodo emissor de luz) que deverá ser utilizado na maioria dos laboratórios práticos em Sistemas Digitais.

Drivers de LEDs, (autor).

A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

B 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

C 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0

D 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0

L1

Tabela 1, (autor).


L2

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

2 A 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1

4 B 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1

2 C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

1 8 D L0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Tabela 2, (autor).

4 L1

Figura 01, codificadores, (autor).


2 L2

1 L3

Figura 02, codificadores, (autor).

Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 02: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51021/FAIRCHILD/74LS00.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/51020/FAIRCHILD/74LS02.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 03 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Codificadores 2- OBJETIVOS: - Verificar o funcionamento e a tabela da verdade de um decodificador bináriodecimal. - Verificar o funcionamento e a tabela da verdade de um decodificador bináriosete segmentos. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - Display de 7 segmentos PD500 - 4 excitadores para LED’s - Circuitos Integrados: 7404, 7408, 7432; - 7 resistores 330 Ω ; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: - Binário - Decimal A) Monte o circuito da Figura 1. Chaveie A e B e complete a Tabela 1. A O 0 1 1

B O 1 0 1

L0

L1

L2

L3

Tabela 1, (autor) - Binário – Sete Segmentos A) Monte o Circuito da Figura 2. Caveie A e B e complete a Tabela 2


5 – QUESTÕES: A) Projete um decodificador binário-sete segmentos de quatro entradas que mostre os números de 0 a 9 e as letras de A a F (hexadecimal), conforme visto em sala de aula (teoria). B) Como você faria para que no seu projeto, o display se apagasse quando as entradas fossem 0000? 6 - OBSERVAÇÃO: Lembre-se que você deve demonstrar todos os procedimentos práticos de laboratório neste relatório, de forma clara, objetiva e detalhadamente (matematicamente/logicamente/eletronicamente).

Figura 02, decodificadores, (autor)


Display de LED http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/228839/ETC/FND500.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009.

Figura 1, decodificadores, (autor).


Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 03: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/228839/ETC/FND500.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 04 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Multiplexadores 2- OBJETIVOS: - Construir um multiplexador de 2 entradas e fazer sua tabela da verdade, bem como verificar seu funcionamento pratico. - Construir um multiplexador de 2 entradas a partir do Circuito Integrado 74151 e verificar seu funcionamento. - Verificar a atuação do terminal STROBE do 74151. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7404, 7408, 7432, 74151; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 2 excitadores para LED’s - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Monte o circuito da Figura 1. Comute as entradas A, B e S. Observe a saída e preencha a Tabela 1 abaixo.

A 0 0 1 1 0 0 1 1

B S 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 Tabela 1, (autor)

L1


B) Monte o Circuito da Figura 2 com o Circuito Integrado 74151. Conecte nas saídas os excitadores para LED’s. Comute as entradas A e B. Observe as saídas e preencha a Tabela 2. A 0 0 1 1 0 0 1 1

B S 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 Tabela 2, (autor)

L1

L2

C) Repita o procedimento do item anterior, agora com o terminal Strobe (pino 7) ligado em nível lógico 1, como o circuito da figura 3. Preencha a tabela 3, abaixo. A 0 0 1 1 0 0 1 1

B S 0 0 1 0 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 1 Tabela 2, (autor)

L1

L2

5 – QUESTÕES: A) O que é Multiplexador? B) Como Funciona um multiplexador de 4 entradas de dados? C) Para 32 entradas de dados, qual o número total de combinações possíveis nas entradas? Por que? D) Qual a função do terminal STROBE? E) Como você faria um multiplexador de 16 entradas a partir do CI 74151? Desenhe o circuito. 6 - OBSERVAÇÃO: Lembre-se que você deve demonstrar todos os procedimentos práticos de laboratório neste relatório, de forma clara, objetiva e detalhadamente (matematicamente/logicamente/eletronicamente).


Figura 01, multiplexadores, (autor)

Figura 02, multiplexadores, (autor).

Figura 03, multiplexadores, (autor).


Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 04: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://nitc.ac.in/nitc/dept/ece/public_html/student/digital/74LS151.pdf Acesso dia 02 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 05 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Demultiplexadores 2- OBJETIVOS: - Verificar o funcionamento de circuitos demultiplexadores. - Construir demultiplexador de 2 saídas e fazer sua tabela da verdade, bem como verificar seu funcionamento pratico. - Construir um multiplexador de 2 saídas a partir do Circuito Integrado 74155 e verificar seu funcionamento. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7404, 7408 e 74155; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 8 excitadores para LED’s - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Monte o circuito da Figura 1. Comute as entradas A e B e preencha a Tabela 1. A B L1 L2 0 0 1 0 0 1 1 1 Tabela 1, (autor). C) Monte o Circuito demultiplexador de 8 saídas conforme figura 2 e complete a tabela 2. Usar o Datasheet do CI 74155, e/ou peça auxilio ao professor/tutor/monitor. 5 – QUESTÕES: A) Qual a função de um demultiplexador? B) Explique o funcionamento de um demultiplexador de 4 saídas. C) Desenhe o esquema de um demultiplexador de 16 saídas. D) Como você faria um decodificador binário-decimal utilizando o CI 74155? Desenhe o Circuito.


A 0 1 1 1 1 1 1 1 1

S1 0 0 0 0 0 1 1 1 1

S2 0 0 0 1 1 0 0 1 1

S3 0 0 1 0 1 0 1 0 1

L0

L1

L2

L3

L4

Tabela 2, demultiplexador, (autor).

Figura 1, (autor).

Figura 2, demultiplexador, (autor).


L5

L6

L7

Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 05 http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009.

Circuito Integrado 74LS155, pinagem.

http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/7/4/L/S/74LS155.shtml Acesso dia 02 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 06 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Multiplexadores e Demultiplexadores 2- OBJETIVOS: - Verificar o funcionamento prático de circuitos Multiplexadores e Demultiplexadores; - Construir multiplexadores e demultiplexadores a partir de portas lógicas básicas, comprovando o conhecimento adiquirdo em sala de aula teórica. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7400, 7404, 7408, 7421 e 7432; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 16 excitadores para LED’s - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Monte o circuito da Figura 1.


Figura 1, multiplexador/demultiplexador, (autor). Prof. Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp.

Gerador de código BCD8421, a partir de um gerador de clock comum*. A 0 0

B 0 0

C 0 0

D 0 0

0

0

0

1

S 0 E 0 0

S 1 0

S 2 0

S 3 0

S 4 0

S 5 0

S 6 0

S 7 0

S 8 0

S 9 0

S1 0 0

S1 S1 1 2 0 0

S1 3 0

S1 4 0

S1 5 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

E 1 0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

E 2 0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

E 3 0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

E 4 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

E 5 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

E 6 0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

E 7 0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

E 8 0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

E 9 0

1 1 1 1 1

E1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E1 0 0 0 2 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E1 0 0 3 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E1 0 4 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 E1 5 Tabela da Verdade Simplificada para Obtenção do Demultiplexador, (autor)


A 0 0

B 0 0

C 0 0

D 0 0

0

0

0

1

E 0 S 0 0

E 1 0

E 2 0

E 3 0

E 4 0

E 5 0

E 6 0

E 7 0

E 8 0

E 9 0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

S 1 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

S 2 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

S 3 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

S 4 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

S 5 0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

S 6 0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

S 7 0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

S 8 0

0

0

0

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

S 9 0

0

0

0

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

S1 0 0 0 0 S1 0 1 0 0 S1 2 0 0 0

1 1

E1 E1 E1 E1 E1 E1 0 1 2 3 4 5 0 0 0 0 0 0

S1 0 0 3 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S1 0 4 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S1 5 Tabela da Verdade Simplificada para Obtenção do Multiplexador, (autor)

5 - OBSERVAÇÃO: Lembre-se que você deve demonstrar todos os procedimentos práticos de laboratório neste relatório, de forma clara, objetiva e detalhadamente (matematicamente/logicamente/eletronicamente).


Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 06. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/7/4/L/S/74LS155.shtml Acesso dia 03 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 07 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Somadores e Subtratores 2- OBJETIVOS: - Aprender a efetuar a soma e a subtração binária; - Conceituar “overflow”, “carry”, e “carry in”; - Construir e verificar o funcionamento dos circuitos meio somador e somador complete, meio subtrator e subtrator complete. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7404, 7408, 7432 e 7486 - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 3 excitadores para LED’s - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: - Soma Binária A) Monte o circuito meio-somador da Figura 1. Chaveie as entradas A e B e em seguida preencha a Tabela 1 abaixo. A 0 0 1 1


L1


B) Monte o circuito somador completo da Figura 2. Comute as entradas A, B e Ci e preencha a Tabela 2 abaixo. A 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 1 1 0 0

Ci L0 0 1 1 0 0 1 1 0 Tabela 2, (autor).

L1

- Subtração Binária A) Construa o circuito meio-subtrator conforme a Figura 3. Chaveie as entradas A e B e preencha a Tabela 3 A 0 0 1 1


L1

B)Monte o circuito somador completo da Figura 2. Comute as entradas A, B e Ci e preencha a Tabela 2 abaixo. A 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 1 1 0 0

Bi L0 0 1 1 0 0 1 1 0 Tabela 4, (autor).

L1


5 – QUESTÕES: A) Quais as diferenças entre os circuitos meio-somador e do somador completo? B) Desenhe em blocos um somador para três números binários de 3 algarismos cada. C) O que é bit de sinal? D) Como se representa um número binário negativo para aplicações em circuitos digitais? E) Quais são as diferenças entre o meio-subtrator e o subtrator completo?

Figura 1, Meio-Somador, (autor).

Figura 2, Somador Completo, (autor).


Figura 3, Meio-Subtrador, (autor).

Figura 4, Subtrador Completo, (autor). Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 07. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51073/FAIRCHILD/7432.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://nitc.ac.in/nitc/dept/ece/public_html/student/digital/74LS86.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 08 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Flip-Flop 2- OBJETIVOS: - Construir Flip-Flops a partir de portas lógicas; - Verificar o comportamento do Flip-Flop Díncrono e Assíncrono; - Construir e verificar as tabelas da Verdade dos Flip-Flops. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7400, 7402 e 7404; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 2 excitadores para LED’s - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: - Flip-Flop RS (Set-Reset) A) Monte o Flip-Flop básico conforme a Figura 1. Chaveie as entradas e preencha a tabela 1, abaixo. R S L0 L1 0 0 0 1 1 1 1 0 Tabela 1, (autor). B) Monte o Flip-Flop básico conforme a Figura 2. Chaveie as entradas e preencha a tabela 2, abaixo. R S L0 L1 0 0 0 1 1 1 1 0 Tabela 2, (autor). Prof. Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp.

C) Construa o Flip-Flop (síncrono) da Figura 3 e preencha a tabela 3. CLK 1 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0

S 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1

R L0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 Tabela 3, (autor).

L1

- Flip-Flop JK A)

Monte o Flip-Flop síncrono da figura 4. Chaveie as entradas e preencha a tabela 4. CLK 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0

J 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1

K L0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Tabela 4, (autor).

L1


5 – QUESTÕES: A) O que é um Flip Flop? B) Qual é o comportamento de um Flip Flop síncrono”E de um Flip Flop assíncrono? C) Qual é a principal característica de um flip flop tipo JK? D) No flip flop JK assíncrono, o que acontece com o estado de saída quando as entradas possuem condições J=K=1? E) Qual a função das entradas Preset Clear que alguns flip-flops possuem e como elas atuam?

Figura 01, Flip-Flop RS, (autor).

Figura 02, Flip-Flop RS, (autor).


Figura 3, Flip-Flop RS com Clock, (autor).

Figura 4, Flip-Flop JK com Clock, (autor).

Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 08: http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51021/FAIRCHILD/74LS00.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://www.alldatasheet.com/datasheet-pdf/pdf/51020/FAIRCHILD/74LS02.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/5638/MOTOROLA/74LS04.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 09 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Registrador de Deslocamento 2- OBJETIVOS: - Explicar o deslocamento para direita e o deslocamento para esquerda; - Explicar como um registrador de deslocamento pode ser utilizado como divisor e como multiplicador por dois. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuito Integrado: 74194 - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 4 excitadores para LED’s; - 1 resistor de 10K Ω ; - 1 capacitor de 100η F; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Monte o circuito da figura 01. Os terminais indicados com X podem ser ligados a qualquer nível lógico. Os modos de operação do 74194, tabela 01: S1 0 0 1 1

S0 Modo 0 Inibe as Entradas 1 Desloca para a Direita 0 Desloca para a Esquerda 1 Carrega Dados em Paralelo Tabela 01, modos de Operação do 74194, (autor).


Coloque S0 ao nível lógico 1 e S1 ao nível lógico 0 e preencha a tabela 02. OBS: A aplicação do pulso de clock deve ser realizado após estabelecidas as condições de entrada. CLEAR 0 1 1 1 1 1 1 1 1

CLOCK 0 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

R 1 1 1 1 1 0 0 0 0

L1

L2

L3

L4

Tabela 02, (autor). B) Monte o circuito da figura 02. Conecte S0 ao nível lógico 1 e S1 ao nível lógico 0. Chaveie as entradas e preencha a tabela 03. CLEAR 0 1 1 1 1 1 1 1 1

CLOCK 0 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

L 1 1 1 1 1 0 0 0 0

L1

L2

L3

L4

Tabela 03, (autor). C) Monte o circuito da figura 03. Chaveie as entradas e preencha a tabela 04. CLEAR 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1

S1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

S2 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

CLOCK 0 ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

L R A B X X 1 0 X X 1 0 X 0 X X X 0 X X X 0 X X X 0 X X 0 X X X 0 X X X 0 X X X 0 X X X Tabela 04, (autor)

C 1 1 X X X X X X X X

D 0 0 X X X X X X X X


L1

L2

L3

L4

5 – QUESTÕES: A) O que é deslocamento para a direita e deslocamento para esquerda? B) Como se efetua a divisão por 2 e a multiplicação por 2, utilizando o registrador de deslocamento? C) O que acontece na divisão por 2 de números binários impares? D) O que é registrador de deslocamento universal?

http://www.inf-cr.uclm.es/www/isanchez/teco0910/ci/74194.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.



Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 09: http://www.inf-cr.uclm.es/www/isanchez/teco0910/ci/74194.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 10 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Contadores Síncronos e Contadores Assíncronos 2- OBJETIVOS: - Verificar o funcionamento do contador de década; - Construir um contador de década síncrono e assíncrono 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuitos Integrados: 7400, 7408, 7476; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - 4 excitadores para LED’s; - 1 resistor de 10K Ω , 100K Ω ; - 1 capacitor de 100η F; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Monte o circuito contador síncrono da figura 01. Ligue a alimentação e aplique um pulso baixo de reset. Aplique pulsos de clock através da chave S1 e preencha a tabela 01. CLK 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

L1

L2

L3

L4

Tabela 01, (autor).


B) Monte o circuito contador assíncrono conforme figura 02. Ligue a fonte de alimentação e aplique um pulso de clock através da chave S2 e preencha a tabela 02. CLK 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

L1

L2

L3

L4

Tabela 01, (autor). 5 – QUESTÕES: A) B) C) D)

Projete um circuito contador assíncrono de módulo 25. Explique o funcionamento do circuito reset de contadores assíncronos. Explique o funcionamento do contador de década síncrono. Projete um circuito contador síncrono de módulo 13, mostrando as fases do desenvolvimento de raciocínio.


Figura 01, Contador Síncrono, (autor).

Figura 02, Contador Assíncrono, (autor).


http://pdfdata.datasheetsite.com/web/304914/74LS76.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.

Links Utilizados, DataSheet’s, Prática Número 10. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/51021/FAIRCHILD/74LS00.html Acesso dia 02 de janeiro de 2009. http://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/12619/ONSEMI/74LS08.html Acesso dia 03 de janeiro de 2009. http://pdfdata.datasheetsite.com/web/304914/74LS76.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 11 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Multivibrador astável e monoestável utilizando Circuito Integrado 555. 2- OBJETIVOS: - Relacionar as características elétricas e eletrônicas do CI-555; - Construir e verificar as formas de onda em um multivibrador astável com o CI555; - Construir e verificar as formas de onda em um multivibrador monoestável com o CI-555; - Construir e verificar as formas de onda em um multivibrador monoestável reciclável com o CI-555; 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuito Integrado: 555; - Resistores: 10K Ω , 150R, 27k Ω , 4,7k Ω ; - Capacitores: 10η F, 47η F, 100η F; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - Osciloscópio; - Gerador de Onda Quadrada; - Proto-Board.


4 – PROCEDIMENTO:

Vs

A) Monte o circuito da figura 01. Verifique a forma de onda na saída (pino 3 do CI555). Meça a tensão e o período. Anote os valores no gráfico abaixo correspondente a Vs, em função do tempo.

tempo


Vc

B) Verifique a Forma de Onda no capacitor. Meça a tensão e o período. Anote-os no gráfico correspondente a Vc em função do tempo.

tempo


Vd

C) Monte o circuito da figura 02. Com o Gerador de Onda Quadrada, aplique um sinal de disparo de 5Vpp com freqüência de 1KHz. Observe, com o osciloscópio, as formas de onda dos pulsos de disparo, da tensão do capacitor e da tensão de saída. Desenhe as formas de onda sincronizadas no tempo.

Vc

tempo

tempo


Vs

tempo


Vd

D) Varie gradativamente a freqüência a partir de 100Hz até 3KHz e observe o efeito. E) Monte o Circuito da Figura 03. Aplique no pino 2, um sinal de onda quadrada de 5Vpp com freqüência de 1KHz. Anote as Formas de onda tensão de disparo, tempo do capacitor e da tensão de saída. Anote também as tensões e os períodos.

Vc

tempo

tempo


Vs

tempo

Vd

F) Acione a chave reset e mantenha-a fechada. Anote abaixo as formas de onda obtidas.

tempo


Vc Vs

tempo

tempo


5 – QUESTÕES: A) Como funciona um CI-555 e suas características? B) Projete um multivibrador astável, que forneça o sinal de saída com 0,7ms de nível baixo e 1ms de nível alto e sendo C=27η F. C) Num multivibrador monoestável com o 555, por que a duração do pulso de disparo deve ser menor que a duração do período alto determinado pela rede RC? D) Qual a Função do pino 4 do CI-555? E) O que acontece quando aplicamos um pulso de reset no pino 4 antes de terminado o período alto?

Figura 01, (autor).

Figura 02, (autor).


Figura 03, (autor).

http://www.national.com/ds/LM/LM555.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.

Link Utilizado, DataSheet, Prática Número 11. http://www.national.com/ds/LM/LM555.pdf Acesso dia 03 de janeiro de 2009.


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 12 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Schimitt Trigger. 2- OBJETIVOS: - Construir um Schimitt Trigger com portas lógicas; - Construir as curvas de transferências dos Schimitt Triggers contruidos a partir de portas lógicas; - Determinar as histereses e as tensões de disparo dos Schimitt Triggers. 3 – MATERIAL NECESSÁRIO: - Circuito Integrado: 7404; - Resistores: 6,8K Ω , 470R; - Fonte Ajustável (em 5 Volts); - Osciloscópio; - Gerador de Funções; - Proto-Board. 4 – PROCEDIMENTO: A) Com o 7404, monte o Schimitt Trigger r conecte o gerador de funções na entrada. Conecte um dos canais do osciloscópio na entrada e o outro canal na saída conforme a figura 01. B) Ajuste o gerador de funções para a forma de onda senoidal com freqüência de 1KHz e tensão de 0Volt. C) Ligue a alimentação do circuito. Aumente gradativamente a tensão de saída do gerador de funções até a tensão de pico de 10Vpp e observe o efeito ocorrido no osciloscópio, anotando a tensão de pico a pico na qual se inicie o gatilhamento. Desenhe as formas de onda nos gráficos abaixo.



D) Mude a Forma de onda do gerador de funções para onda triangular. Anote as formas de onda da entrada e da saída abaixo

5 – QUESTÕES: A) A partir dos dados experimentais, desenhe as curvas de transferência do circuito da figura 01. B) A partir das curvas de transferência acima, determine a histerese do circuito. C) Como você construiria um Schimitt Trigger a partir de portas EX-OR e ou portas EX-NOR? Justifique a resposta e desenhe o circuito correspondente. Prof. Eng. Alexandre Dezem Bertozzi, Esp.

Figura 01, Schimitt Trigger, (autor).


Faculdade Pitágoras Laboratório de Sistemas Digitais 1 e 2 Prática Número 13 Professor:______________________________________________________________ Aluno:___________________________________________ Matrícula:_____________ 1 – TEMA: Relógio Digital Didático. 2- OBJETIVOS: - Construir um Relógio Digital Didático para fixação de todos os conceitos adquiridos nas disciplinas de Sistemas Digitais 1 e 2.



Referencial Bibliográfico. TOCCI, Ronaldo J. SISTEMAS DIGITAIS – Princípios e Aplicações, 8ª. Edição. 2004.Prentice Hall Editora. São Paulo. UYEMURA, John P. SISTEMAS DIGITAIS – Uma Abordagem Integrda, 2002. Editora THOMSON Pioneira. São Paulo. IDOETA, Ivan V. e CAPUANO, Francisco G. ELEMENTOS DE ELETRONICA DIGITAL, 16ª Edição, 1993. Editora Érica. São Paulo CARTER, Nicholas. ARQUITETURA DE COMPUTADORES, Coleção SCHAUM. 2003. Bookman Editora. São Paulo. JUNIOR, João Batista de Azevedo. TTL/CMOS Teoria e Aplicações em Circuitos Digitais, Volume 1. 1993. Editora Érica. São Paulo. JUNIOR, João Batista de Azevedo. TTL/CMOS Teoria e Aplicações em Circuitos Digitais, Volume 2. 1993. Editora Érica. São Paulo. SHIBATA, Wilson M. ELETRÔNICA DIGITAL Edição Revisada e Atualizada, Volume 1. 1993. Editora Érica. São Paulo. SHIBATA, Wilson M. ELETRÔNICA DIGITAL Edição Revisada e Atualizada, Volume 2. 1993. Editora Érica. São Paulo. PADILHA, Antonio J. G. SISTEMAS DIGITAIS. 1993. McGrawHill Portugal. Portugal. Práticas de Aplicações Apostila do Curso de Eletrônica do Instituto Nacional Ciência 1985. Notações de Aula do Curso de Engenharia Elétrica/Eletrônica pela Universidade de Alfenas - 1993.


Apostila Pratica Laboratorio Sistemas Digitais 1 e 2 Bertozzi

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