Basico Da Eletronica Digital

NEWTON C. BRAGA

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O Básico sobre Eletrônica Digital

Newton C. Braga

O Básico sobre Eletrônica Digital PATROCÍNIO

Editora Newton C. Braga São a!lo " #$%&

Instituto NCB www.newtoncbraga.com.br

leitor'newtoncbraga.co(.br

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NEWTON C. BRAGA

O Básico sobre Eletrônica Digital A!tor) Newton C. Braga São a!lo " Brasil " #$%& ala a la*r *ras as"c "c+a +a*e *e)) Elet Eletrô rôni nica ca " Enge Engen+ n+ar aria ia Elet Eletrô rôni nica ca " Co(, Co(,on onen ente tess - Circ Circ!i !ito toss ,rát ,rátic icos os - Colet Coletn nea ea de circ circ!i !itos tos Eletrônica Digital - C!rso Rá,ido.

Copyright by INTITUTO NEWTON C BR!. 1ª edição

Todos os direitos direitos reser*ados. reser*ados. roibida roibida a re,rod!/ã re,rod!/ão o total o! ,arcial0 ,arcial0 ,or 1!al1!er (eio o! ,rocesso0 es,ecial(ente ,or siste(as grá2icos0 (icro23l(icos0 2otográ2icos0 re,rográ2icos0 2onográ2icos0 *ideográ2icos0 at!al(ente e4istentes o! 1!e *en+a( a ser in*entados. 5edada a (e(ori6a/ão e7o! a rec!,era/ão total o! ,arc ,arciial e( 1!al1 !al1!e !err ,arte arte da obra obra e( 1!al !al1!er 1!er ,rog ,rogra ra(a (a 8!sc 8!scib iber ern9 n9ti tico co at!al(ente e( !so o! 1!e *en+a a ser desen*ol*ido o! i(,lantado no 2!t!ro. Essas ,roibi/:es a,lica("se ta(b9( ;s caracter3sticas grá2icas da obra e ; s!a editora/ão. A *iola/ão dos direitos a!torais 9 ,!n3*el co(o cri(e e ,arágra2os0 do C?digo enal0 c2. @ei n .=0 de %&7%#7=$ co( ,ena de ,risão e (!lta0 con8!nta(ente co( b!sca e a,reensão e indeni6a/ão di*ersas 0 %# da @ei @ ei n .==0 de %>7%#7&F0 @ei dos Direitos A!torais.

Diretor res,onsá*el) Newton C. Braga Diagra(a/ão e Coordena/ão) Renato aiotti

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O Básico sobre Eletrônica Digital

Índice Índice......................................................................................... 4 Aresenta!"o.............................................................................. # Introd$!"o %da edi!"o original de &'()*..................................... ) Circ$itos Digitais......................................................................... ' Con+ers"o ara a Base ,...........................................................&Con+ers"o ara a Base &.........................................................&) Por /$e Binário0....................................................................... &' Circ$itos 12gicos....................................................................... ,4 3$n!es 12gicas........................................................................ 5&

a A 2!n/ão E..................................................................F% b A 2!n/ão O................................................................F> c A H!n/ão NIO E o! NE.................................................F d A 2!n/ão in*ersora.......................................................F e H!n/ão NIO"O o! NO...............................................>$ 2 H!n/ão O"e4cl!si*o.....................................................>F ost!lados da Jlgebra Booleana........................................>>

3li67los................................................................................... 4)

a K!lti*ibradores astá*eis...............................................>& b K!lti*ibradores (onoestá*eis.......................................> c O (!lti*ibrador biestá*el o! 2li,"2lo,..............................%

O contador binário....................................................................-5 BCD o$ Deci8al codi7icado e8 binário.......................................-( Circ$itos Básicos....................................................................... #

H!n/ão NAND o! NIO"E...................................................$ H!n/ão NOR....................................................................% H!n/ão AND....................................................................# H!n/ão OR......................................................................F

3a89lias 12gicas........................................................................ #A 7a89lia TT1............................................................................. #)

N3*el @O......................................................................... N3*el LM.......................................................................... A 2a(3lia CKOS...............................................................&#

:sando Circ$itos 12gicos........................................................... )#

O &>$$...........................................................................=$ O &>$%...........................................................................=> #

NEWTON C. BRAGA

O &>$#...........................................................................= O &>$F...........................................................................= O &>$>...........................................................................=& O &>$...........................................................................= O &>$...........................................................................$ O &>$&...........................................................................$ O &>$=...........................................................................# O &>%$...........................................................................F O &>%>...........................................................................> O &>%........................................................................... O &>%&........................................................................... O &>#$...........................................................................& O &>F$........................................................................... O &>F#.........................................................................%$$ O &>F&.........................................................................%$% O &>>$.........................................................................%$% O &>>#.........................................................................%$# O &>>.........................................................................%$ O &>>&.........................................................................%$ O &>&F.........................................................................%$ O &>&>.........................................................................%%% O &>=.........................................................................%%F O &>$.........................................................................%%>

3a;endo Pro
O ...........................................................................%#$ Contador Binário............................................................%## ( Cloc Dis,arado.......................................................%#> Sorteador.....................................................................%#> Dis,las........................................................................%#

NO==O PRO>ETO PR?TICO......................................................&5

KPD@O CONTADOR DE $ A  " TT@................................%F$ A,lica/ão % " Contador de Ob8etos...................................%F A,lica/ão # " Cronô(etro................................................%>$ A,lica/ão F " Sorteador..................................................%>%

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O Básico da Eletrônica Digital

Apresentação Este li*ro 2oi original(ente ,!blicado e( %=&. No entanto0 ,or tratar de conceitos básicos e de !(a teoria 1!e não (!do! desde então0 ele 9 ainda at!al e (!ito i(,ortante ,ara os 1!e dese8a( trabal+ar co( eletrônica digital. Na 9,oca o a!tor Newton C. Braga !so! ,se!dôni(o0 ,ois a ,!blica/ão 2oi 2eita ,or editora di2erente da1!ela e( 1!e ele trabal+a*a0 ,or e4igQncia da (es(a. Assi(0 nesta edi/ão não ,recisa(os (!dar nada 8á 1!e tanto os conceitos te?ricos ainda são *álidos co(o os ,r?,rios co(,onentes to(ados co(o e4e(,lo e os circ!itos ,ráticos. ( li*ro (!ito i(,ortante ,ara 1!e( dese8a dar os ,ri(eiros ,assos e( eletrônica digital. Este li*ro 2a6 ,arte de !(a cole/ão 1!e esta(os dando grat!ita(ente aos nossos leitores co( o ,atroc3nio da Ko!ser Electronics < +tt,)77br.(o!ser.co( . Newton C. Braga Caa da Edi!"o de &'()

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NEWTON C. BRAGA

Introdução (da edição original de 1987) Não 9 ,reciso ressaltar a i(,ortncia da eletrônica digital e( nossos dias0 ,ara 1!e os leitores se conscienti6e( da necessidade deste li*ro. Na *erdade0 co( a e*ol!/ão acelerada da in2or(ática0 1!e se baseia total(ente na eletrônica digital0 cada *e6 (ais dis,ositi*os e(,rega( co(,onentes c!8o 2!nciona(ento está total(ente regido ,or ,rinc3,ios desta tecnologia. Não 9 ,reciso0 ,ois0 e4,licar e4ata(ente o 1!e se ,ode 2a6er co( a eletrônica digital ,ara 1!e os leitores0 8á ligados na eletrônica0 co(,reenda( 1!e so(ente con+ecendo este setor a 2!ndo0 se ,ode estar e( dia co( a eletrônica. Dando então seg!i(ento a esta s9rie a,resenta(os este *ol!(e de eletrônica digital se( (ist9rios0 1!e le*ará o leitor a entender os ,rinc3,ios da tecnologia digital a,licada0 incl!indo ,ro8etos ,ráticos e (!itas in2or(a/:es de grande !tilidade. artindo do 2!nda(ental0 1!e 9 a ,r?,ria álgebra booleana0 ,assa(os ,elas 2!n/:es l?gicas e c+ega(os aos circ!itos ,ráticos. Da(os in2or(a/:es sobre co(,onentes ,ara eletrônica digital0 o 1!e se ,ode e o 1!e não se ,ode 2a6er0 al9( de circ!itos 1!e o ,r?,rio leitor ,oderá (ontar. A ,artir destes con+eci(entos o leitor ,oderá ta(b9( ,artir ,ara a ,r?,ria in2or(ática0 entendendo (el+or co(o 2!nciona( os (icro,rocessadores e (icrocontroladores e at9 desen*ol*endo se!s ,ro8etos. A ling!age( 1!e !tili6are(os 9 a1!ela 1!e os leitores 1!e aco(,an+a( os li*ros do a!tor 8á estão acost!(ados. sando ter(os si(,les0 as *e6es"at9 e( ,re8!36o a !(a e4,lica/ão (ais acadQ(ica0 torna(os co(,reens3*eis os ,rinc3,ios 1!e ,recisa(os le*ar ao leitor. A ling!age( si(,les de*e ser*ir de ,onto de ,artida a !( a,ro2!nda(ento 2!t!ro (aior 1!e certa(ente le*ará o leitor a e*ol!ir e( se!s con+eci(entos0

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1!e( sabe co( a reali6a/ão de c!rsos t9cnicos de n3*el (9dio o! (es(o !( c!rso s!,erior. Entendendo0 (es(o 1!e de (aneira r!di(entar0 9 (ais 2ácil reali6ar alg!(a coisa0 do 1!e tendo in2or(a/:es a*an/adas0 (as 1!e nãose8a( 2áceis de ser deci2radas. K!ito si(,les e didático e o nosso trabal+o (as as in2or(a/:es 1!e nele o leitor *ai encontrar0 não tQ( n3*el de !tilidade. Estas in2or(a/:es serão teis tanto ao a,rendi60 est!dante co(o ao ,ro8etista a*an/ado e (es(o ao engen+eiro. De,ois de a,render0 o leitor certa(ente *ai !sar esta obra co(o e4celente 2onte de cons!ltas. A e4tensão do ass!nto0 ,or o!tro nos le*a a i(,ossibilidade de incl!ir t!do o 1!e 1!ere(os n!( nico *ol!(e0 dai ser este a,enas !( de !(a e*ent!al s9rie

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Circuitos Digitais A ,ala*ra digital *e( de Ud3gitoV0 1!e e( lati( 1!e signi2ica UdedoV0 8á 1!e os siste(as de n!(era/ão (ais !tili6ados se baseia( total(ente nos dedos de nossas (ãos. ara contar ob8etos0 os antigos e at9 (es(o n?s0 !sa*a( os dedos co(o re2erQncia. Os ,r?,rios Ro(anos desen*ol*era( !( siste(a e( 1!e as re2erQncias ,rinci,ais era( 8!sta(ente de*idas a (ãos c+eias 1!e le*a*a( a 1!antidades (aiores. Assi(0 c+egando a !(a (ão c+eia o!  !nidades0 ,assa*a"se a !tili6ar !( o!tro s3(bolo0 o 5 1!e signi2ica a (ão co( dois dedos abertos. ara %$ !nidades0 tin+a( o  1!e signi2ica d!as (ãos cr!6adas0 o! d!as (ãos c+eias <5e8a a2ig!ra %.

5e8a 1!e o nosso siste(a Vdeci(alV deri*a 8!sta(ente do 2ato de ter(os %$ dedos e( nossas (ãos. X!ando Yenc+e(osV as d!as (ãos0 o! se8a0 te(os !(a 1!antidade 1!e 9 re,resentada ,or %$ dedos0 te(os de !tili6ar (ais de !( sinal al9( dos 1!e con+ece(os de $ ; . sa(os então !( sinal ,ara di6er U1!antas (ãos c+eiasV te(os e (ais 1!antas !nidades. O n(ero #&0 ,or e4e(,lo0 signi2ica 1!e te(os # (ãos
(


erceba o leitor 1!e0 !tili6ando este siste(a de n!(era/ão s? ,ode(os re,resentar 1!antidades discretas0 o! se8a0 n(eros inteiros. Não ,ode(os Utrabal+arV &= ara re,resentar !(a 1!antidade (aior 1!e %$0 ,assa(os a e(,regar os (es(os algaris(os0 (as co( !(a ,osi/ão no n(ero 1!e ,assa a ter !( Y,esoV. Este U,esoV o! *alor relati*o 9 se(,re !(a ,otQncia de %$0 o! se8a0 ,ode ser%$0 %$$0 % $$$0%$ $$$0 etc. Assi(0 o n(ero F > te( os se!s algaris(os F0 >0  e  co( di*ersos ,esos 1!e corres,onde( a s!a ,osi/ão relati*a) O  te( Y,eso %V0 de*endo ,ortanto signi2icar real(ente . O  te( V,eso %$V0 o! se8a0 re,resenta  de6enas o! $. O > te( U,eso %$$V0 o! se8a0 re,resenta > centenas o! >$$. O F te( Y,eso % $$$V0 o! se8a0 re,resenta F (il+ares o! F $$$. So(ando os *alores 1!e cada d3gito o! algaris(o re,resenta0 te(os o *alor total do n(ero F (il+ares0 > centenas0  de6enas e  !nidades0 o! ainda co(o le(os correta(ente)YtrQs (il0 1!atrocentos e cin1!enta e seisV. Será 1!e ,oder3a(os re,resentar o!tras 1!antidades !sando o!tras bases de n!(era/ão.

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M(agine se o leitor *i*esse n!( (!ndo e( 1!e as ,essoas ,oss!3sse( !( nico dedo S? e4istiria então neste (!ndo a ,ossibilidade de re,resentar as 1!antidades co( dois algaris(os) $ 06ero <$ 1!e seria a a!sQncia do dedo e o !( <% 1!e seria a ,resen/a do dedo. ara 2acilitar as coisas0 neste (!ndo e4tra*agante0 s!,ore(os ta(b9( 1!e ,ara co(,ensar a 2alta de dedos os +abitantes ti*esse( = bra/os e( l!gar de a,enas dois <*e8a a 2ig!ra #.

O leitor ,erceberá então 1!e a contage( de ob8etos da (aneira de 2a6e(os seria ,er2eita(ente ,oss3*el0 (!dando a,enas o (odo de 2a6er a re,resenta/ão. Se ti*er(os !( nico ob8eto0 ele será re,resentado ,or !( dedo erg!ido0 con2or(e (ostra a 2ig!ra F.

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Se ti*er(os # ob8etos0 este dedo não (ais ser*e. sa(os então o seg!inte arti23cio) ,ara o indi*3d!o de !( dedo e( cada (ão0 # !nidades re,resenta( d!as (ãos c+eias. A re,resenta/ão será então con2or(e (ostra a 2ig!ra >.

Te(os !(a (ão co( o dedo erg!ido e a o!tra se( nen+!(0 o! se8a0 %$. Se ti*er(os trQs ob8etos0 a re,resenta/ão será con2or(e (ostra a 2ig!ra .

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Tere(os !(a (ão 1!e re,resenta d!as !nidades e a o!tra 1!e re,resenta (ais !(a0 o! se8a0 %%. ara 1!atro ob8etos0 os ,roble(as são resol*idos da seg!inte 2or(a) te(os % (ão 1!e re,resenta 1!e te(os d!as *e6es d!as !nidades0 o! se8a0 9 erg!ido $ dedo co( ,eso >0 con2or(e (ostra a 2ig!ra .

O res!ltado 9 1!e > 9 re,resentado co(o %$$. 5e8a então 1!e0 cada (ão te( !( ,eso 1!e 9 !(a ,otQncia de #. 5e8a a 2ig!ra &.

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A (ão da direita re,resenta a !nidade0 o! se8a0 #$ Z % e te( este ,eso. a seg!inte0 ,ara a es1!erda0 te( ,eso #% Z % e ,ortanto #. A terceira0 ,ara a direita0 ## Z >0 a seg!inte0 #F Z =0 *indo de,ois #> Z %0 # Z F#0 # Z >0 at9 a lti(a a es1!erda #& Z %#=. 5e8a então 1!e0 o indi*3d!o de = bra/os de !( dedo ,ode 2acil(ente re,resentar n(eros at9 # <*e8a a 2ig!ra =.

A re,resenta/ão de 1!al1!er n(ero desta 2or(a ,ode então ser 2eita si(,les(ente ,or !(a deco(,osi/ão e( 2atores (lti,los de #0 con2or(e e4,licare(os a seg!ir.

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Conversão para a Base 2 ara con*erter !( n(ero na base #0 sendo ele na base %$0 o! siste(a deci(al0 o ,rocedi(ento 9 si(,les. [ (!ito i(,ortante o leitor saber co(o 2a6er isso0 ,ois con2or(e *ere(os a seg!ir os circ!itos digitais trabal+a( todos na base #. ara tornar (ais 2ácil0 to(e(os o seg!inte e4e(,lo) 1!ere(os con*erter #&= na base %$
ega(os então os restos0 co(e/ando ,or %0 e escre*e(os na orde( in*ersa) %$$$%$%%$ Z #&= De 7ato@

%  # Z # $  %#= Z $ $  > Z $ $  F# Z $ %  % Z % $=Z$ 1$


%>Z> %#Z# $%Z$ So(ando Z #&= Re,ar e,aree 1!e na re, re,rese resent ntaa/ão /ão e( biná inário0 rio0 co(o o(o e( deci(al0 o algaris(o 1!e te( *alor (aior 2ica (ais a es1!erda e o 1!e te( *alor (enor0 (as ; direita. [ cost!(e re,resentar o de (enor ,or @SD
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Conversão para a Base 1 A con*ersão de !( n(ero e( binário ,!ro0 co(o *i(os0 ,ara ,ara !( n(er (ero o na base ase %$ 9 bast bastan ante te si( si(,les ,les00 bast bastaando ndo le(brar 1!e cada algaris(o s!cessi*o da direita ,ara a es1!erda te( o dobro de ,eso do 1!e o ,recede. Assi(0 basta escre*er o n(ero *ertical(ente e ,roceder ao seg! seg!in inte te cálc cálc!l !lo o e( 1!e 1!e to(a to(a(o (oss co(o co(o e4 e4e( e(,l ,lo o o *a *alo lorr %%$$%$%%) %  %#= Z %#= %  > Z > $ 4 F# Z o $  % Z $ %=Z= $>Z$ %#Z# %%Z% So(ando Z #$F Assi(0 %%$$%$%%# Z #$F%$ Será interessante o leitor treinar !( ,o!co reali6ando as seg!intes con*ers:es) a* Con+erter e8 binário $ro@

% F#> # %$& F %$=

b* Con+erter e8 deci8al@

% %%$$%% # %%$%%%% F %$$$$$ > %$$$%$%  %$$%$%%%%

1&


Resostas %a*

%%%$$%% #%%$%%%% F%$$

%$%$Resostas %b*

% % # #$& F F# >   F$F

5e8a 1!e o e4e(,lo 1!e to(a(os do indi*3d!o de = (ãos li(ita a contage( a #0 (as co( (ais d3gitos não +á li(ite ,ara os *alores re,resentados.

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!or "ue Bin#rio$ A !tili6a/ão do c?digo binário nos circ!itos eletrônicos digitais o2erece in(eras *antagens e( rela/ão a !( e*ent!al c?digo e( base%$. 5a(os co(e/ar ,ela ,r?,ria 1!antidade de o,era/:es. tili6ando a base # as o,era/:es são (ais si(,les do 1!e e( rela/ão ; base %$. N!( circ!ito eletrônico0 ,or o!tro lado0 se 2ôsse(os re,resentar os algaris(os de $ ;%0ter3a(os de dis,or de %$ n3*eis de corrente o! de tensão. Na base # ,ode(os ter a,enas a ,resen/a0 o! a a!sQncia da tensão. 5oltado ;s o,era/:es0 os leitores de*e( at9 +o8e se le(brar das di2ic!ldades e( (e(ori6ar as o,era/:es de (!lti,lica/ão en*ol*endo todos os algaris(os na 2or(a de tab!adas. ara a (!lti,lica/ão0 ,artindo da tab!ada do # at9 a do  <& tab!adas te(os de (e(ori6ar &$ o,era/:es0 o! se8a0 o *alor de &$ ,rod!tos ,ara ,oder reali6ar 1!al1!er (!lti,lica/ão. Trabal+ando na base # (e(ori6a(os a,enas > o,era/:es de (!lti,lica/ão) $4$Z$ $%Z$ %$Z$ %%Z% A reali6a/ão de !(a (!lti,lica/ão e( binário não di2ere e( nada de !(a (!lti,lica/ão e( deci(al0 con2or(e seg!e no e4e(,lo %F  #.

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E( binário) %

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Na ,r?,ria so(a0 !sada na (!lti,lica/ão as regras ta(b9( são s? >) $^$Z$ $^%Z% %^$Z% %^%Z% <*ai !( De centenas de o,era/:es 1!e de*e( ser (e(ori6adas ,ara a o,era/ão co( deci(ais0 ca3(os n!( n(ero (!ito (enor0 > ,ara (!lti,lica/ão e > ,ara so(a 1!e de*e( ser con+ecidas no cálc!lo co( binários. O (ate(ático britnico George Si(on Boole desen*ol*e! nos 2ins do s9c!lo 5MM !(a (ate(ática 1!e trabal+a*a e4cl!si*a(ente co( a base #. Boole ,artia do ,rinci,io 1!e dois 2atos s? ad(itia( dois ti,os de inter,reta/ão) O! era( 2alsos0 o! *erdadeiros. Trans,ortando isso ,ara a eletrônica ,ode(os di6er 1!e !( circ!ito s? ,ode estar e( dois estados) ligado o! desligado0 1!e corres,onde 8!sta(ente a base #. A álgebra Booleana este*e d!rante anos es1!ecida0 sendo est!dada a,enas co(o c!riosidade (ate(ática0 at9 1!e a eletrônica se desen*ol*e! a ,onto de tornar ,oss3*el !(a a,lica/ão ,rática ,ara o 1!e então esta*a so(ente na teoria.

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S!rgira( então os circ!itos l?gicos digitais 1!e ,odia( ser ,ro8etados e4ata(ente co( base na1!ela álgebra Booleana0 reali6ando o,era/:es (ate(áticas das (ais di*ersas0 total(ente e( 2!n/ão da a2ir(a/ão de 1!e os 2atos s? ad(ite( d!as a2ir(a/:es ,oss3*eis) 2also o! *erdadeiro. Na 2ig!ra  te(os !(a ,oss3*el re,resenta/ão ,ara os circ!itos eletrônicos
( rel9 ligado
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A c+a*e 2ec+ada 2a6 a,arecer no resistor de carga !(a tensão 1!e signi2ica 1!e ol2ato e *erdadeiro0 o! %. ode(os ta(b9( di6er 1!e o n3*el de tensão 9 alto0 o! ULig+V0 abre*iado ,or LM. A c+a*e desligada re,resenta !( 2ato 2also e0 ,ortanto0 a a!sQncia de tensão no resistor. A tensão 9 bai4a o! n!la0 o 1!e e( inglQs 9 escrito co(o UlowV e abre*iado ,or @O. Msso signi2ica então 1!e te(os !(a l?gica ,ositi*a 1!ando) Re,resenta(os a ,resen/a de tensão
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En2i(0 as *antagens do binário se torna( ,atentes se 1!iser(os ,ro8etar !( circ!ito co(,le4o 1!e reali6e (!itas o,era/:es co( (!itos n(eros. Cada n(ero ,ode ser re,resentado 2acil(ente ,or a,enas dois n3*eis de sinal <$ o! % e as o,era/:es ,ode( ser reali6adas 2acil(ente co( ,o!cas regras <1!e no 2!ndo re,resenta( ,o!cos co(,onentes. O leitor ,ode i(aginar a di2ic!ldade e( ter(os !( circ!ito digital na base %$0 tentando re,resentar os algaris(os de $ ;  atra*9s de  n3*eis de tensão. (a ,e1!ena *aria/ão da tensão da 2onte e t!do estará descontrolado) !(  ,ode0 re,entina(ente0 se tornar !( =0 e t!do se co(,lica. Co( a ,resen/a0 o! a!sQncia0 de tensão0 (es(o co( *aria/:es de tensão0 os circ!itos ainda ,ode( 2acil(ente di2erenciar entre ,resen/a e a!sQncia n!(a boa (arge( de *alores0 e o contin!a sendo $0 assi( co(o o % contin!a sendo o %. Co( a !tili6a/ão de !(a ling!age( binária0 a seg!ran/a do o,era/ão 9 (!ito (aior De 1!e (odo co(binar ele(entos de !( circ!ito ,ara reali6ar o,era/:es e o 1!e *ere(os a seg!ir. Cabe a1!i de2inir o 1!e 9 !( circ!ito l?gico) !( circ!ito l?gico 9 co(,osto de entradas e sa3das 1!e (ant9( !(a deter(inada rela/ão be( de2inida.

2"


Circuitos %&gicos Trabal+ando co( o siste(a binário ,ode(os ter circ!itos l?gicos (!ito si(,les. ( rel9 e !(a c+a*e0 !( rel9 e d!as c+a*es são alg!ns e4e(,los 1!e ,ode(os dar0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %%.

Estes circ!itos se caracteri6a( ,or a,resentar !( deter(inado estado e( se! ele(ento de sa3da
2#

NEWTON C. BRAGA

ara o seg!ndo caso0 de d!as c+a*es0 ,ode(os di6er 1!e a sa3da será ati*ada so(ente se as d!as entradas
Este 9 !( e4e(,lo de 2!n/ão e( 1!e as d!as entradas ,ode( a,resentar > condi/:es ,oss3*eis e so(ente e( !(a delas a sa3da será ati*ada. Re,resenta Re,resentando ndo as c+a*es abertas ,or $ e a 2ec+ada ,or %0 e a sa3da ati*ada ati*ada ,or % e desati*ada desati*ada ,or $0 ,ode(os ,ode(os 2or(ar !(a tabe ta bela la 1!e 1!e toda todass as sit! sit!a/ a/:e :ess ,oss ,oss3* 3*ei eiss ,ara ,ara o circ circ!i !ito to são são re,resentadas)

2$

O Básico da Eletrônica Digital S1

S2

Relé

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Esta tabela recebe recebe o no(e de Utabela Utabela *erdadeY0 *erdadeY0 e 9 !sada !sada ,ara re,resentar as 2!n/:es l?gicas. ode(os re,resentar as entradas ,or A0 B0 C etc. e a sa3da ,or S. ara o caso da c+a*e nica tere(os) AS $$ %% Na 2ig!ra %> te(os !( e4e(,lo (ais co(,licado e( 1!e te(os F c+a*es ligadas e( ,aralelo0 ati*ando !( nico rel9.

2%

NEWTON C. BRAGA

A tabela *erdade ,ara este circ!ito ,ode ser escrita da seg!inte 2or(a) S1

S2

S3

RELÉ

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

O leitor 8á de*e ter ,ercebido 1!e as sit!a/:es ,oss3*eis das das entr entrad adas as ,ode ,ode( ( ser ser re,re re,rese sent ntad adas as 8!st 8!sta( a(ent entee ,or ,or !(a !(a se1!Qncia de n(eros binários e 1!e s!a 1!antidade de,ende 8!sta(ente das ,otQncias de # desta base. Assi(0 ,ara !(a entrada te(os d!as sit!a/:es de sa3da ,oss3*eis) ara d!as entradas te(os 1!atro ,ossibilidades de sa3da. ara trQs entradas te(os oito ,ossibilidades de sa3da. ara UnV entradas0 te(os #n ,ossibilidades de sa3da. 5e8a o leitor ta(b9( 1!e não 9 obrigat?rio 1!e as sa3das se8a( se1!Qncias de Y$V o! V%V co(o nos e4e(,los dados. ode +a*er !(a *aria/ão (aior0 de,endendo da con2ig!ra/ão. Os circ circ! !itos itos 1!e descr escre* e*e( e(os os 2a6e( a6e( !so !so de rel rel9s e c+a*es. Na eletrônica ,rática0 entretanto0 tais dis,ositi*os são incô(odos0 ,ois e4ige( a at!a/ão do o,erador ,ara 1!e se ten+a a sa3da dese8ada. Circ!itos co( rel9s e c+a*es ,ode( ser !sados

2&


e( escolas ,ara de(onstrar co(o 2!nciona( as 2!n/:es l?gicas digitais0 (as não ser*e( ,ara a (ontage( de !( e1!i,a(ento 1!e de*a 2!ncionar ra,ida(ente o! a!to(atica(ente. ode(os ter circ!itos se(el+antes !tili6ando transistores0 ,or e4e(,lo0 1!e 2ornece( a sa3da no (o(ento e( 1!e a entrada 9 ati*ada e de !( (odo (el+or) a entrada 9 !(a tensão 1!e ,ode *ir de o!tro circ!ito. Msso signi2ica ta(b9( 1!e os transistores0 e( con2ig!ra/:es es,eciais ,ode( ser ligados de (odo a e4ercer 2!n/:es e( se1!Qncia. No instante e( 1!e !( circ!ito te( s!a sa3da de2inida ele 8á entrega esta sa3da a !( circ!ito seg!inte 1!e reali6a o!tra 2!n/ão e assi( ,or diante0 at9 se obter os res!ltados dese8ados co( (!ita ra,ide6. Na 2ig!ra % te(os !( transistor n!(a con2ig!ra/ão 1!e ,ode ser considerada básica ,ara !( circ!ito l?gico.

O transistor 2!nciona co(o !(a Yc+a*eV co(!tadora0 cond!6indo a corrente0 o! UligandoV 1!ando 2or a,licada !(a tensão deter(inada e( se! circ!ito de ,olari6a/ão de base. ode(os então raciocinar da seg!inte 2or(a0 e( torno deste si(,les circ!ito l?gico) Co( a a!sQncia de tensão de base0 o! se8a0 co( !( n3*el de entrada Y$V o! U@OV0 o transistor não cond!60 de (odo 1!e s!a tensão de coletor 9 1!ase a (es(a 1!e a tensão de ali(enta/ão. A tensão de sa3da 90 ,ois0 Y%V o! ULiV.

2'

NEWTON C. BRAGA

Co( a ,resen/a de tensão na base o transistor cond!6 e a tensão de coletor cai ,ratica(ente a 6ero. ara !(a entrada %V o! ULlY te(os então !(a sa3da U$V o! U@OV. A tabela *erdade ,ara esta 2!n/ão seria) E S $ % % $ E( ling!age( t9cnica di6e(os 1!e esta 2!n/ão corres,onde a !( Uin*ersorV0 ,ois a sa3da 9 se(,re a entrada Yin*ertidaV0 o! se8a0 1!ando !(a 9 6ero0 a o!tra 9 !(0 e *ice" *ersa. Os ,ri(eiros circ!itos digitais !tili6a*a( *ál*!las0 de,ois *indo os transistores0 (as na +ora e( 1!e se tornara( (!ito co(,le4os0 (es(o os transistores se tornara( incô(odos. Kil+ares deles era( necessários ,ara se ter !( co(,!tador. O ad*ento do circ!ito integrado ,ossibilito! !(a enor(e econo(ia de co(,onentes e0 ,rinci,al(ente0 de energia0 obtendo"se assi(0 (ontagens (!ito co(,actas. Entretanto0 as di*ersas 2!n/:es !tili6adas n!( circ!ito ,recisa*a( ter caracter3sticas 1!e ,er(itisse( a interliga/ão de !rna na o!tra0 se( ,roble(as0 o! necessidade de co(,onentes adicionais. ara desen*ol*er !( e1!i,a(ento seria então interessante 1!e a sa3da de !(a 2!n/ão ti*esse tal caracter3stica 1!e corres,ondesse ao 1!e a entrada da 2!n/ão seg!inte necessita*a. No caso de nosso transistor0 to(ado co(o e4e(,lo_ *a(os s!,or 1!e0 ,ara obter o n3*el $0 o! se8a0 a co(!ta/ão0 a tensão 2osse de  *olts. Neste caso0 seria (!ito interessante 1!e a s!a sa3da no n3*el % 2osse ta(b9(  5. Assi(0 ter3a(os) n3*el $ Z $ 5 n3*el % Z  5 Co( isso0 sendo a sa3da da (es(a orde( 1!e a entrada seria ,oss3*el o aco,la(ento direto de di*ersas 2!n/:es0 co(o (ostra a 2ig!ra %0 1!e elas 2!ncionaria( ,er2eita(ente.

2(


Neste caso0 ter3a(os a 2!n/ão in*ersa da in*ersa0 o! se8a0 a entrada seria ig!al a sa3da E4iste( di*ersas U2a(3liasV de circ!itos c!8as caracter3sticas co(bina( entre si0 o 1!e signi2ica 1!e eles ,ode( ser interligados direta(ente0 se( a necessidade de co(,onentes adicionais. Kais adiante 2alare(os destas 2a(3lias.

")

NEWTON C. BRAGA

'unçes %&gicas E4iste certo n(ero de 2!n/:es l?gicas 1!e são bastante !sadas nos circ!itos digitais e 1!e ,or isso ,ode( ser encontradas U,rontasV nas di*ersas 2a(3lias de circ!itos integrados. A re!nião destas 2!n/:es ,er(ite a reali6a/ão de ,ro8etos 1!e e4erce( o,era/:es (ais co(,le4as. As 2!n/:es so6in+as0 e4erce( as o,era/:es (ais si(,les. Analise(os as ,rinci,ais 2!n/:es)

a) A função E A 2!n/ão E o! AND
O circ!ito e1!i*alent e1!i*alentee ao rel9 e c+a*es c+a*es 9 (ostrado (ostrado e(
"1


Te(os então a região e( 1!e A está ,resente0 (as B não
B

(A.B)=Saída

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

ode(os e4,ressar a 2!n/ão E atra*9s de !(a 2rase 1!e 2acil(ente ,ossibilita a (e(ori6a/ão) UA sa3da estará no n3*el Ll se0 e so(ente se0 as entradas A e B0 si(!ltanea(ente0 esti*ere( no n3*el LlV. ode(os ig!al(ente ter !(a 2!n/ão E de trQs entradas0 o! !(a Uorta EV de trQs entradas0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %=.

"2

NEWTON C. BRAGA

O circ!ito e1!i*alente0 co( trQs c+a*es e !( rel9 9 (ostrado na (es(a 2ig!ra. Con2or(e ,ode(os ,erceber0 o rel9 s? será energi6ado se A0 B e C esti*ere( 2ec+adas ao (es(o te(,o. A tabela *erdade ,ara esta 2!n/ão E de trQs entradas será) A

B

C

(A.B.C)=SAÍDA

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

1

""


ara 1!al1!er sit!a/ão di2erente das trQs entradas no n3*el % o! LM a sa3da será 6ero o! @O. erceba 1!e te(os = co(bina/:es de entradas di2erentes0 das 1!ais a,enas % res!lta no sinal no n3*el LM. (a o!tra re,resenta/ão ,ara a 2!n/ão E 9 (ostrada na 2ig!ra %.

Obser*e ta(b9( o leitor 1!e !tili6a(os a ,ala*ra U,ortaV
b) A função OU A 2!n/ão O o! OR
"#

NEWTON C. BRAGA

O circ!ito e1!i*alente 9 (ostrado e(
B

(A+B) = SAÍDA

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Ta(b9( ,ode(os ter !(a 2!n/ão O de trQs entradas 1!e será re,resentada con2or(e (ostra a 2ig!ra #%.

A tabela *erdade ,ara esta 2!n/ão será então) "$

O Básico da Eletrônica Digital A

B

C

(A+B+C) = SAÍDA

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

1

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

Obser*e então 1!e0 ,ara 1!e sa3da se8a % 9 ,reciso a,enas 1!e !(a0 o! (ais0 entradas este8a( no n3*el % o! LM. ara trQs entradas ta(b9( são = as co(bina/:es 1!e ,ode(os obter0 das 1!ais e( a,enas !(a a sa3da 9 @O.

c) A Função NÃO E ou NE. A 2!n/ão NIO E o! NOR
"%

NEWTON C. BRAGA

Na (es(a 2ig!ra o diagra(a de 5enn 1!e clara(ente re2lete 1!e o !ni*erso desta 9 8!sta(ente a1!ele 1!e não 9 abrangido ,ela 2!n/ão E. O circ!ito e1!i*alente co( rel9 (ostra 1!e !sa(os os contactos NH e( l!gar de NA ,ara Uin*erterV o res!ltado0 o 1!e e1!i*ale a Udesenergi6arY e( l!gar de energi6ar co( a at!a/ão sobre as c+a*es. O (es(o seria ,oss3*el se0 na sa3da da 2!n/ão E0 ligásse(os !( circ!ito in*ersor0 co( transistores o! o!tros ele(entos. Con2or(e o leitor ,ode ,erceber na sa3da do s3(bolo adotado te("se !(a ,e1!ena es2era 1!e indica a nega/ão. O!tro ti,o de s3(bolo ,ara esta 2!n/ão 9 (ostrado na 2ig!ra #F.

"&


A tabela *erdade ,ara a 2!n/ão será) NIO E A B <A.B $ $ % $ % $ % $ $ % % $ .

O circ!ito e1!i*alente co( trQs c+a*es ligadas e( ,aralelo0 (ais o rel9 co( os contactos NH !sados0 9 (ostrado na (es(a 2ig!ra.

"'

NEWTON C. BRAGA

A tabela *erdade ,ara este circ!ito será) A

B

C

('A.'B.'C)=SAÍDA

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

A sa3da estará no n3*el LM 1!ando todas as entradas esti*ere( no n3*el @O.

d) A função inversora A 2!n/ão NIO o! NOT 9 !( si(,les in*ersor 1!e ti*e(os 8á a o,ort!nidade de analisar ao 2alar dos circ!itos l?gicos. Ela ta(b9( 9 bastante !sada e ,ode ser re,resentada co(o (ostra a 2ig!ra #.

"(


O diagra(a de 5enn ,ara esta 2!n/ão 9 (ostrado nesta (es(a 2ig!ra0 assi( co(o o circ!ito e1!i*alente e( 1!e te(os !( rel9 co( os contactos NH e(,regados. A tabela *erdade ,ara esta 2!n/ão 9 (!ito si(,les0 8á 1!e t!rnos a,enas !(a entrada e !(a sa3da) A A $ % % $ X!ando a entrada está no n3*el Ll a sa3da estará no @O e *ice"*ersa0 ,ara a 2!n/ão NAO.

e) Função NÃO-OU ou NOU A 2!n/ão NIO O o! NO consiste na nega/ão da 2!n/ão O0 o! ainda0 NOR do inglQs. A re,resenta/ão desta 2!n/ão 9 (ostrada na 2ig!ra #.

#)

NEWTON C. BRAGA

O diagra(a de 5enn 9 (ostrado na (es(a 2ig!ra0 assi( co(o circ!ito e1!i*alente !sando !( rel9 e d!as c+a*es ligadas e( ,aralelo. Obser*e a !tili6a/ão dos contactos NH do rel9. O!tra re,resenta/ão ,ara esta ,orta 9 (ostrada na 2ig!ra #&.

A tabela *erdade 9 dada a seg!ir) A

B

('A.'B) = SAÍDA

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

0

#1


Ta(b9( ,ode(os ter esta ,orta co( trQs entradas0 1!e 9 (ostrada na 2ig!ra #=.

O circ!ito e1!i*alente co( c+a*es e rel9 9 (ostrado na (es(a 2ig!ra0 obser*ando no s3(bolo 2!ncional a ,resen/a da nega/ão na 2or(a da es2era na sa3da. A tabela *erdade ,ara este caso será) A

B

C

('A+'B+'C) = SAÍDA

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

0

0

1

1

1

0

5e8a 1!e s? tere(os a sa3da no n3*el LM 1!ando todas as entradas esti*ere( no n3*el @O.

#2

NEWTON C. BRAGA

f) Função OU-exclusivo A 2!n/ão O"e4cl!si*o o! E4cl!si*e"OR 9 !(a das (ais i(,ortantes na eletrônica digital e te( se! s3(bolo (ostrado na 2ig!ra #.

5e8a 1!e esta 2!n/ão 9 !( ,o!co di2erente do O0 8á 1!e as c+a*es do circ!ito e1!i*alente não são si(,les interr!,tores (as c+a*es de % ,olo  # ,osi/:es. O diagra(a de 5enn 9 (ostrado na (es(a 2ig!ra0 e a tabela *erdade 9 a seg!inte) A

B

(A.'B + 'A.B)

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

#"


5e8a 1!e tere(os a sa3da e( n3*el % e4cl!si*a(ente co( n!( n! o!tra entrada no n3*el Ll. Se as d!as entradas esti*ere( no n3*el @O o! no n3*el Ll a sa3da será @O o! $. Re!nindo estas 2!n/:es ,ode(os ter os (ais co(,le4os circ!ito l?gicos0 con2or(e *ere(os adiante e 2!t!ra(ente.

Postulados da Álebra !ooleana Con2or(e *i(os0 trabal+ando e4cl!si*a(ente co( a base ,ode(os reali6ar (ais co(,le4as o,era/:es0 !tili6ando !( (3ni(o red!6ido de regras. Estas regras são 2i4adas ,or ,ost!lados0 os ,ost!lados da álgebra booleana 1!e ,assa(os a dar e( seg!ida) @e(bra(os 1!e) A signi2ica a nega!"o de A) A* 1ei associati+a

B* 1ei co8$tati+a

AB Z BA A^BZB^A

C* 1ei distrib$ti+a

A
D* 1ei da identidade

AZA

E* 1ei do co8le8entar

AA Z $ A ^ A Z %

3* 1ei da e/$iotncia

AA Z A A^AZA

##

NEWTON C. BRAGA

* 1ei da d$ali;a!"o %Teoria de Forgan*

G* 1ei da d$la nega!"o

A Z A

I* 1ei da absor!"o

A
Co( estes ,ost!lados ,ode(os ,ro8etar di*ersos ti,os de circ!itos digitais. A ,ro*a da *alidade ,ode ser 2eita de di*ersas (aneiras ,ara todos os casos0 (as co(o não te(os (!ito es,a/o dis,on3*el0 dare(os a,enas !( e4e(,lo. X!ere(os ,ro*ar 1!e AB Z BA <@ei co(!tati*a0 ,artindo das d!as con2ig!ra/:es (ostradas na 2ig!ra F$.

#$


A tabela *erdade ,ra AB será) A

B

AB

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

A tabela ,ara BA tere(os) B

A

BA

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Con2or(e ,ode(os *er0 as sa3das AB e BA são ig!ais0 o 1!e de(onstra a *alidade do ,ost!lado.
#%

NEWTON C. BRAGA

'lip*lops ( dos circ!itos (ais !sados e( e1!i,a(entos digitais 9 o 2li,"2lo,0 o! (!lti*ibrador biestá*el0 o! ainda0 dis,arador o! básc!la de Eccles"ordan0 e( +o(enage( aos 1!e o desen*ol*era(. ara e4,licar (el+or o 2!nciona(ento deste circ!ito0 e4,licare(os de 2or(a si(,les o 2!nciona(ento ta(b9(. De dois o!tros ti,os de (!lti*ibradores associados0 1!e são os astá*el e o (onoestá*el.

a) "ultivibradores ast#veis Na 2ig!ra F% te(os a con2ig!ra/ão básica co( transistores de !( (!lti*ibrador astá*el.

Os dois transistores são ligados de tal 2or(a 1!e0 e( !( dado instante so(ente !( deles ,ode estar cond!6indo a corrente ,lena(ente

n3*el l?gico %
5e8a então 1!e !( sinal retang!lar consiste na 2or(a caracter3stica t3,ica de !( circ!ito digital. S? ,ode(os ter dois *alores de tensão 1!e troca(0 con2or(e a o,era/ão do circ!ito. O *alor alto corres,onde 8!sta(ente ao LM o! % en1!anto 1!e o bai4o0 ao @O o! $. Os circ!itos digitais o,era(0 ,ois e4cl!si*a(ente co( sinais retang!lares0 e s!a 2re1!Qncia de,enderá de di*ersos 2atores0 con2or(e *ere(os. ( Ytre( de ,!lsosY o! !(a se1!Qncia de sinais ,ode então ,er2eita(ente ser !sada ,ara re,resentar !( *alor e( binário0 con2or(e il!stra a 2ig!ra FF.

#'

NEWTON C. BRAGA

No caso do (!lti*ibrador astá*el0 s!a troca rá,ida de estado0 ,assando de % ,ara $ e de $ ,ara % n!(a 2re1!Qncia deter(inada ,or C0 ,er(ite 1!e ele se8a !sado co(o rit(ador ,ara o 2!nciona(ento de !( siste(a digital. O circ!ito 1!e dá o Vrit(oV o! *elocidade de !( e1!i,a(ento digital recebe o no(e de Vrel?gioV0 o! ainda0 co(o nor(al(ente o c+a(a(os do inglQs YclocV. Assi(0 9 co(!( ter(os circ!itos digitais c!8os VclocsV o,era( e( % KL60o 1!e signi2ica 1!e as o,era/:es ,ode( ser 2eitas a ra6ão de % $$$ $$$ ,or seg!ndo.

b) "ultivibradores $onoest#veis O (!lti*ibrador (onoestá*el te( a con2ig!ra/ão básica na 2ig!ra F>.

#(


Neste circ!ito ta(b9(0 cada !( dos transistores s? ,ode cond!6ir a corrente 1!ando o o!tro não esti*er cond!6indo. No entanto0 a o,era/ão de co(!ta/ão0 o! se8a0 de troca de estado de cond!/ão ,ara não cond!/ão do transistor se 2a6 atra*9s de !( est3(!lo e4terno. Msso signi2ica 1!e (!lti*ibrador (onoestá*el te( !(a entrada0 al9( de d!as sa3das. O (!lti*ibrador (onoestá*el ao receber !( ,!lso de entrada 1!e o le*a a (!dar de estado 2ica nesta no*a sit!a/ão ,or !( te(,o 1!e *ai de,ender dos *alores de R e de C no circ!ito. Decorrido o te(,o e( 1!estão0 o (!lti*ibrador (onoestá*el *olta ao estado anterior so6in+o. Assi(0 s!,ondo 1!e a sa3da do (!lti*ibrador se8a 6ero <$0 ao receber !( ,!lso de c!rta d!ra/ão <%0 ele (!da de estado e ,assa a a,resentar !( ,!lso o! n3*el % e( s!a sa3da ,or !( certo te(,o constante <*e8a a 2ig!ra F.

Este ti,o de circ!ito e (!ito !sado 1!ando os ,!lsos de entrada tQ( d!ra/:es di2erentes e se necessita na sa3da de ,!lsos de d!ra/ão constante <*e8a a 2ig!ra F.

$)

NEWTON C. BRAGA

5e8a 1!e ,ode(os !sar 1!al1!er !(a das d!as sa3das do (!lti*ibrador0 o! se8a0 a 1!e ,assa de O ,ara % ao receber o est3(!lo 1!e 9 a sa3da X e a 1!e ,assa de % ,ara $ ao receber o est3(!lo 1!e 9 a sa3da co(,le(entar $.

c) O $ultivibrador biest#vel ou fli%-flo% A con2ig!ra/ão básica de 2li,"2lo, co( transistores bi,olares 9 (ostrada na 2ig!ra F&.

$1


A1!i ta(b9(0 cada !( dos transistores so(ente n!( dado instante ,ode estar cond!6indo a corrente. Neste (es(o instante o o!tro de*e estar desligado. Assi(0 neste circ!ito te(os !(a entrada de e4cita/ão e d!as sa3das co(,le(entares. A cada ,!lso de e4cita/ão o biestá*el (!da de sit!a/ão. Assi( se ele esti*er inicial(ente na sit!a/ão do transistor X%cond!6indo
No ,!lso seg!inte ele *olta a sit!a/ão inicial. ara 1!e ocorra no*a co(!ta/ão !( no*o i(,!lso de*e ser a,licado. 5e8a 1!e a (!dan/a ocorre 1!ando o ,!lso a,resenta certa ,olaridade0 o! se8a0 na s!a transi/ão de !( *alor LM ,ara @O. Na transi/ão de @O ,ara Ll o circ!ito ,er(anece indi2erente. Não +á res,osta. O (!lti*ibrador biestá*el te(0 ,ois0 dois estados e( 1!e ele ,ode ,er(anecer inde2inida(ente0 at9 1!e !( ,!lso na entrada *en+a (odi2icar esta sit!a/ão. O (!lti*ibrador biestá*el 9 !( dos circ!itos (ais i(,ortantes da eletrônica digital0 ,ois ele a,resenta !(a caracter3stica i(,ortante) ele ,ode reali6ar a contage( dos i(,!lsos 1!e l+e são a,licados dando e( s!a sa3da !(a Usit!a/ãoY 1!e corres,onde a s!a n!(era/ão binária. 5e8a(os co(o isso ,ode ser 2eito.

$2

NEWTON C. BRAGA

+ contador ,in#rio 5a(os s!,or !( (!lti*ibrador biestá*el e( 1!e no coletor de !( dos transistores 1!e corres,onde ; sa3da0 lig!e(os !( @ED0 con2or(e (ostra a 2ig!ra F.

Nestas condi/:es0 ,ode(os associar ao transistor e( cond!/ão e o @ED aceso !( *alor binário 1!e0 ,or con*en/ão ,ode ser %. <5e8a 1!e não 9 ,reciso 1!e to(e(os a tensão no coletor neste caso co(o %0 ,ara ter(os os (es(os res!ltados 2inais0 se con*encionar(os de !(a 2or(a e a seg!ir(os at9 o 2i(0 ,ara e2eito de o,era/ão0 o res!ltado 2inal será o (es(o. Deste (odo0 associa(os ao (!lti*ibrador ati*ado o @ED aceso e desati*ado o @ED a,agado) @ED aceso Z % @ED a,agado Z $ Ha6e(os então a cone4ão de > 2li,"2lo,s e( s9rie0 con2or(e (ostra a 2ig!ra >$.

$"


arti(os da sit!a/ão inicial e( 1!e todos os @EDS estão a,agados0 o! se8a0 todos os (!lti*ibradores na sit!a/ão está*el corres,ondente a $$$$ %.

A,licando !( ,ri(eiro ,!lso negati*o na entrada deste circ!ito0 o ,ri(eiro 2li,"2lo, (!da de estado0 2a6endo se! @ED0 inicial(ente a,agado0 acender. Tere(os então a a,resenta/ão do n(ero binário $$$% 1!e corres,onde 8!sta(ente a % e( deci(al <*e8a a 2ig!ra >#.

$#

NEWTON C. BRAGA

5e8a 1!e o seg!ndo 2li,"2lo, não (!da de estado ta(b9(0 ,or1!e a transi/ão na sa3da do ,ri(eiro 2li,"2lo, 2oi de 6ero ,ara !(0 e este s? ,ode res,onder a !(a transi/ão de % ,ara $. 5indo agora o ,!lso seg!inte0 de n(ero #0 o ,ri(eiro 2li,"2lo, (!da no*a(ente de estado0 ,assando de % ,ara $. O @ED a,aga0 (as a transi/ão agora na s!a sa3da 9 negati*a e isso 2a6 co( 1!e o seg!ndo 2li,"2lo, (!de de estado. Se! @ED0 inicial(ente a,agado0 acende e ,assa(os a ter a re,resenta/ão $$%$. Esta corres,onde 8!sta(ente a Y#V e( binário <*e8a a 2ig!ra >F.

5e8a 1!e o terceiro 2li,"2lo, não (!da de estado0 ,ois no seg!ndo te(os !(a transi/ão de $ ,ara % a 1!al ele não res,onde. 5e( agora o terceiro ,!lso. O ,ri(eiro 2li,"2lo, no*a(ente (!da de estado0 ,assando de $ ,ara %. O seg!ndo não se altera0 ,ois a transi/ão 2oi ,ositi*a de $ ,ara %0 o (es(o acontecendo co( o terceiro. $$


Te(os então a re,resenta/ão $$%%0 1!e 8!sta(ente corres,onde a F e( binário. A re,resenta/ão ,ode ser (el+or *ista na 2ig!ra >>.

5e( agora o 1!arto ,!lso. O ,ri(eiro 2li,"2lo, no*a(ente (!da de estado0 ,assando de % ,ara $. Ocorre então !(a transi/ão negati*a 1!e 9 sentida ,elo seg!ndo 2li,"2lo, 1!e ta(b9( (!da de estado0 ,assando de % ,ara $. O terceiro 2li," 2lo,0 desta *e60 na ,resen/a de !(a transi/ão negati*a (!da de estado e ,assa de $ ,ara %. A ,assage( de $ ,ara % deste não a2eta o 1!arto 2li,"2lo, 1!e ,er(anece e( s!a sit!a/ão de $. Te(os então a sit!a/ão $%$$ 1!e 8!sta(ente corres,onde a V>V e( binário <*e8a a 2ig!ra >.

Na 2ig!ra > te(os o 1!e ocorre nos ,!lsos s!cessi*os at9 % 1!ando então o siste(a U6eraV0 o! se8a0 de,ois de atingir s!a ca,acidade (á4i(a de contage( *olta ao estado inicial.

%$ NEWTON C. BRAGA

Con2or(e o leitor ,ode ,erceber0 co( > 2li,"2lo, ,ode(os contar at9 %0 o! se8a #>. 5e8a ta(b9( 1!e0 se a,licar(os F ,!lsos no circ!ito e de,ois (ais 0 o siste(a ac!(!lará = ,!lsos e re,resentará o res!ltado da so(a F ^  Z = e( binário. Este circ!ito0 ,or este (oti*o0 ta(b9( recebe o no(e de ac!(!lador e ,ode ser !sado na reali6a/ão de so(as.

$&


BCD ou Deci-al codi*icado e- ,in#rio As re,resenta/:es 1!e *i(os 2ora( e( binário ,!ro e n?s esta(os acost!(ados a trabal+ar co( n(eros deci(ais. No entanto0 se agr!,ar(os F 2li,"2lo,s s? ,ode(os contar at9 =0 1!ando nossa base 9 %$0 e se agr!,ar(os > 2li,"2lo,s ,assa(os de %$0 ,ois *a(os at9 %. De (odo a ada,tar !( siste(a ao o!tro e4iste o c?digo BCD e( 1!e estabelece(os os *alores e( binário 1!e corres,onde( aos algaris(os deci(ais e estes são a,enas %$. Assi(0 te(os o c?digo BCD 1!e 9 dado ,or)

Assi(0 ,ara escre*er o n(ero &= e( BCD 2a6e(os) $%%% %$$$ O n(ero #F será) $$%$ $$%%

%$%$$'

NEWTON C. BRAGA

E( in2or(ática 9 co(!( o a,ro*eita(ento de (ais  *alores e( binários 1!e são re,resentados ,or) % $ % $ A % $ % % B % % $ $ C % % $ % D % % % $ E % % % % H Assi(0 1!ando !( ,rogra(a e( Yling!age( de (á1!inaV o! Asse(bler se digita H $ 1!e entra nos circ!itos l?gicos 9) %%%%$%$%. E4iste( o!tros c?digos 1!e ,er(ite( trad!6ir in2or(a/:es deci(ais e( binário0 co(o o Octal0 (as estes ainda não de*erão ser abordados ,ara não Uco(,licarV a *ida do leitor ,elo (enos ,or en1!anto.

$(


Circuitos B#sicos Do (es(o (odo 1!e !sa(os c+a*es e rel9s ,ara 2or(ar circ!itos l?gicos e transistores ,ara os 2li,"2lo,s0 ,ode(os ter con2ig!ra/:es (ais co(,le4as. Assi(0 ,ode(os ter todas as 2!n/:es 2eitas co( transistores0 con2or(e ,assa(os a e4e(,li2icar

Função NAN& ou NÃO-E >&.

O circ!ito e1!i*alente transistori6ado 9 (ostrado na 2ig!ra

5e8a 1!e ,recisa(os ter as d!as entradas no n3*el l?gico LM <,resen/a de tensão ,ositi*a ,ara 1!e os dois transistores cond!6a( a corrente e co( isso 2a/a( a tensão da sa3da carga 6ero0 le*ando"a ao n3*el l?gico @O. Na 2ig!ra >= te(os a (es(a con2ig!ra/ão ,ara !(a ,orta NAND de F entradas. %)

NEWTON C. BRAGA

Função NO' Co( a,enas !( transistor ,ode(os elaborar !(a ,orta NOR o! NAO O co( 2acilidade0 con2or(e (ostra a 2ig!ra >.

%1


5e8a então0 1!e ,ode(os 2a6er co( 1!e o transistor cond!6a e0 ,ortanto0 a tensão no se! coletor caia de LM ,ara @O a,licando tensão e( 1!al1!er !(a das d!as entradas.

Função AN& sando !(a ,orta NAND e (ais !( in*ersor ,ode(os c+egar 2acil(ente a 2!n/ão NAND0 con2or(e (ostra a 2ig!ra $.

%2

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Função O' Do (es(o (odo0 co( !( in*ersor e a 2!n/ão NOR c+ega(os a 2!n/ão OR0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %.

%"


erceba o leitor 1!e ,ode(os re!nir as di*ersas 2!n/:es ,ara obter di*ersos ti,os de circ!itos0 (as 1!e0 ,ara isso 9 ,reciso 1!e os circ!itos se8a( co(,at3*eis0 o 1!e nos le*a as di*ersas 2a(3lias 1!e serão analisadas a seg!ir.

%#

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'a-.lias %&gicas A ,ossibilidade de ter(os n!( nico ,rocesso de 2abrica/ão a (ontage( de (!itos co(,onentes 8á interligados0 obtendo"se assi( o circ!ito integrado ,ro,orciono! !( enor(e desen*ol*i(ento ,ara a eletrônica digital. Assi(0 logo os 2abricantes elaborara( 2a(3lias de co(,onentes
%$


Este co(,onente rene e( se! interior > ,ortas l?gicas do ti,o NAND 1!e ,ode( ser !sadas inde,endente(ente e 1!e ,ode( ser ,er2eita(ente interligadas n!(a a,lica/ão e( 1!e isso se8a necessário. Mntegrados contendo centenas0 o! (es(o (il+ares de ,ortas0 o! o!tras 2!n/:es0 8á são +o8e dis,on3*eis ,ara ,ro8etos (ais co(,le4os.

%%

NEWTON C. BRAGA

A *a-.lia //% O no(e TT@ *e( de Transistor"Transistor"@ogic0 sendo esta 2a(3lia a (ais ,o,!lar ,elo se! bai4o c!sto0 *elocidade boa e bai4o cons!(o. Os integrados da 2a(3lia TT@ de*e( ser ali(entados co( !(a tensão de  5. Ad(ite"se !(a tolerncia 1!e os le*a a !( 2!nciona(ento nor(al co( tens:es entre >0 e 0 5olts. Os transistores e(,regados nos integrados TT@ são do ti,o (!ltie(issor0 con2or(e (ostra a 2ig!ra F.

Cada e(issor 2!nciona co(o !( diodo0 ,ro,orcionando assi( !( isola(ento da entrada e( rela/ão ao circ!ito 1!e a e4cita. Assi(0 dois circ!itos0 !( a cada entrada TT@0 eles não terão 1!al1!er ti,o de intera/ão. E4iste( di*ersas s!b2a(3lias TT@0 1!e são *aria/:es co( caracter3sticas di2erentes no 1!e se re2ere a *elocidade e cons!(o. Assi( te(os o Lig+"S,eed TT@ 1!e o,era e( *elocidades (aiores0 (as ta(b9( e4ige (ais ,otQncia ,ara o,era/ão. or o!tro lado0 o @ow"S,eed TT@
%&


dos (icro,rocessadores e (icrocontroladores. Esta s!b2a(3lia 9 !sada e( ,ro8etos de inter2aces e s+ields. Na 2ig!ra > te(os !(a ,orta NAND t3,ica TT@ ,or onde ,ode(os analisar se! 2!nciona(ento. As de(ais são bastante se(el+antes.

Obser*a(os na entrada o transistor (!ltie(issor0 1!e neste caso ,oss!i dois0 ,ois são d!as as entradas. Esta eta,a ali(enta !( in*ersor de 2ase co( (ais !( transistor0 o 1!al e4cita ,or s!a *e60 !(a eta,a de sa3da de (aior ,otQncia co( dois transistores e( s9rie. As caracter3sticas el9tricas de entrada e de sa3da dos circ!itos TT@ são as 1!e (ais interessa( na elabora/ão de 1!al1!er ,ro8eto. Assi(0 *a(os de2inir alg!ns ter(os i(,ortantes a este res,eito.

%'

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N(vel O X!e tens:es seg!ra(ente o integrado TT@ inter,reta co(o !( $ o! @O Este con+eci(ento 9 2!nda(ental e( 1!al1!er ,ro8eto. As tens:es sit!adas entre $ e $0= 5 são inter,retadas seg!ra(ente co(o @O. O *alor $0= 5 9 re,resentado ,or 5E@.

N(vel *+ A tensão (enor 1!e ,ode ser inter,retada co(o LM 9 de #0> 5. Assi(0 *alores entre #0> e  5 são sentidos co(o Ll o! % ,elo TT@. ode(os desen+ar !( grá2ico e( 1!e te(os d!as 2ai4as distintas de o,era/ão ,ara os integrados TT@ <*e8a a 2ig!ra .

Tens:es 2ora desta 2ai4a são ,roibidas ,ara os integrados TT@0 ,ois não ,ode(os garantir 1!e elas se8a( inter,retadas ,or $ o! ,or %. O 1!e *i(os 9 a caracter3stica de trans2erQncia de !( TT@.

%(


Na sa3da de cada integrado ,ode(os garantir 1!e os n3*eis de sinais e( @O e LM estarão ta(b9( nesta 2ai4a0 o 1!e garante ta(b9( a ,ossibilidade de interliga/ão de di*ersos integrados. Cabe de2inir neste (o(ento o 1!e se8a cargabilidade o! 2an"o!t. Se na sa3da de !( integrado TT@ te(os !( n3*el de tensão LM0 diga(os e( torno de > 50no (o(ento e( 1!e liga(os (ais de !(a entrada TT@ de o!tras ,ortas0 elas Ucarrega(V o circ!ito de (odo a red!6ir a tensão <*e8a a 2ig!ra .

O res!ltado 9 1!e esta tensão ,ode cair abai4o do li(ite da 2ai4a e( 1!e o integrado inter,reta a tensão co(o U%V ind!6indo assi( o siste(a a !( 2!nciona(ento errático. E4iste0 ,ois !( li(ite ,ara a 1!antidade de entradas 1!e ,ode(os ligar na sa3da de !( TT@ e isso se c+a(a 2an"o!t. ( integrado TT@ nor(al
,ode e4citar %$ entradas TT@ nor(ais ,ode e4citar >$ entradas de TT@ low",ower ,ode e4citar  entradas de TT@ +ig+",ower ,ode e4citar #$ entradas de low",ower Sc+ott ,ode e4citar  entradas de TT@ Sc+ott

TT1 low6ower@

&)

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,ode e4citar # entradas de TT@ nor(al ,ode e4citar %$ entradas de TT@ low",ower ,ode e4citar % entrada de TT@ +ig+",ower ,ode e4citar % entrada de TT@ Sc+ott ,ode e4citar  entradas de TT@ low",ower Sc+ott TT1 GigH6ower@

,ode e4citar %# entradas de TT@ nor(al ,ode e4citar >$ entradas de low",ower TT@ ,ode e4citar %$ entradas de TT@ Lig+",ower ,ode e4citar %$ entradas de TT@ Sc+ott ,ode e4citar >$ entradas de TT@ low",ower Sc+ott

TT1 =cHottJ@

,ode e4citar %# entradas de TT@ nor(al ,ode e4citar >$ entradas de TT@ low",ower ,ode e4citar %$ entradas de TT@ +ig+",ower ,ode e4citar %$ entradas de TT@ Sc+ott ,ode e4citar >$ entradas de TT@ low",ower Sc+ott

TT1 1ow6ower =cHottJ@

,ode e4citar  entradas de TT@ nor(al ,ode e4citar #$ entradas de TT@ low ,ower ,ode e4citar > entradas de TT@ Lig+ ,ower ,ode e4citar > entradas de TT@ Sc+ott ,ode e4citar %$ entradas de TT@ low ,ower Sc+ott

M(,ortante ta(b9( 9 saber0 na 2a(3lia TT@ nor(al0 1!ais são as correntes 1!e te(os nas entradas ,ara e4cita/ão e 1!e oble(os nas sa3das) Assi(0 !( TT@ nor(al 2ornece e( s!a sa3da !(a corrente (á4i(a de % (A0 en1!anto s!a entrada ,recisa de !(a corrente de ,elo (enos %0 (A ,ara ser e4citada. Os integrados da s9rie TT@ nor(al co(e/a( ,elo ti,o &>$$. Todos os de(ais inicia( co( a n!(era/ão U&>U. E4iste ta(b9( !(a *aria/ão (ilitar desta s9rie 1!e 9 a >$$.

&1


Os integrados das s!b2a(3lias tQ( letras adicionais nos ti,os 1!e indica( a 1!al delas ,ertence(. Assi( te(os) Lig+",ower " &>L$$ @ow",ower " &>@$$ Sc+ott " &>S$$ @ow",ower Sc+ott " &>@S$$

A fa$(lia ,"O A ,ala*ra CKOS *e( de Co(,le(entar Ketal"O4ide" Silicon0 tendo ,or caracter3stica ,rinci,al o bai4o cons!(o de corrente. As *elocidades e( geral0 ,ara a s9rie nor(al são (enores dos 1!e a dos TT@0 (as 8á e4iste a s9rie LCKOS
&2

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&"


O!tra caracter3stica dos integrados CKOS 9 a corrente de entrada e4tre(a(ente bai4a 1!e não carrega as sa3das. A ,rinci,al s9rie de integrados CKOS 9 a 1!e inicia co( o >$$$ <,re2i4os ,ode( a,arecer con2or(e o 2abricante co(o CD>$$$ ,ara a RCA etc.. ( 2ator i(,ortante de*e ser obser*ado no trato dos circ!itos CKOS. Os transistores de e2eito de ca(,o tQ( s!as entradas abertas nos circ!itos l?gicos0 o 1!e signi2ica 1!e o diel9trico do se(icond!tor0 e4tre(a(ente 2ino0 2ica s!8eito a descargas estáticas 1!e ,ode( 2!rá"lo. Se isso acontecer o dis,ositi*o 9 in!tili6ado. Assi(0 o (an!seio do CKOS 9 delicado0 de*endo ser e*itado tocar co( os dedos direta(ente nos ,inos0 soldar o co(,onente co( o 2erro ali(entado0 o! (es(o dei4ar o co(,onente sobre (ateriais 1!e ,ossa( ac!(!lar cargas estáticas0 tais co(o cai4as ,lásticas7ta,etes0 car,etes etc. De,endendo do 2abricante e4iste !(a ,rote/ão interna ,ara a co(,orta do integrado0 1!e consiste n!( diodo0 con2or(e (ostra a 2ig!ra 0 (as de,endendo da intensidade da descarga o! de s!a d!ra/ão0 o circ!ito ,ode não ser s!2iciente ,ara e*itar a 1!ei(a do co(,onente.

&#

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CKOS)

Ká4i(o de c!idado0 ,ois no (an!seio dos integrados

" E*ite seg!rar os ter(inais co( as (ãos " se so1!ete " Não solde co( ,istola de soldar " G!arde"os se(,re e( cai4a (etálica o! na es,on8a cond!tora e( 1!e nor(al(ente *Q( do 2abricante Alg!(as regras de !so são i(,ortantes) " Não se de*e dei4ar entradas de,ortas li*res) lig!e"as ; terra o! ao ,ositi*o da 2onte0 con2or(e o caso. " se se(,re ,ontas de ,ro*a de alta i(,edncia ao testar integrados CKOS.

&$


0sando Circuitos %&gicos 5ista as 2a(3lias e os ti,os de 2!n/:es0 ,ode(os co(e/ar co( a ,rática. O ,ri(eiro ,onto a ser obser*ado 9 e( rela/ão nos in*?l!cros e( 1!e obte(os os integrados das d!as 2a(3lias) CKOS e TT@. Nor(al(ente os integrados 1!e (ais !sa(os são os de %> ,inos DM@ e de % ,inos DM@. DM@ signi2ica D!al"in"Mine0 o! se8a0 d!as 2ilas de ter(inais ,aralelos0 con2or(e (ostra a 2ig!ra $.

Obser*e 1!e0 ,ara estes in*?l!cros e4iste !(a (arca 1!e identi2ica o ,ino %0 a ,artir do 1!al 2a6e(os !(a contage(. H!n/:es (ais co(,le4as ,ode( e4igir in*?l!cros de (aior n(ero de ,inos0 c+egando e( alg!ns casos a (ais de >$. Estes integrados ,ode( ser soldados direta(ente n!(a ,laca de circ!ito i(,resso o! 2i4ados n!( so1!ete0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %.

&%

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So1!etes de bai4o c!sto ti,o Y(ole4V são co(!ns0 e ,er(ite( o a,ro*eita(ento dos integrados de !(a e4,eriQncia e( o!tra. Na *erdade0 o !so do so1!ete 9 se(,re reco(endado0 ,ois e*ita ta(b9( o c+o1!e t9r(ico na soldage( 1!e ,ode at9 dani2icar o co(,onente. ara a soldage( direta do integrado0 o soldador de*e ter ,onta be( 2ina e de*e ser e*itado a todo c!sto solda e( e4cesso 1!e ,ode es,al+ar e c!rtocirc!itar ter(inais <*e8a 2ig!ra #.

&&


Se isso acontecer0 a U,onteV de solda ,ode ser eli(inada co( a8!da do ,r?,rio soldador e de !( ,alito. A1!e/a o local e ,asse o ,alito ,ara re(o*er a solda e( e4cesso 1!e o ,roble(a estará eli(inado. ara ali(entar se!s a,arel+os será ,reciso dis,or de !(a 2onte de  5
&'

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A entrada deste integrado ,ode 2icar entre %$ 5 e F> 50 o 1!e nos le*a a ,ossibilidade de !sar 1!al1!er trans2or(ador de  ; #$ 50 a,ro4i(ada(ente0 co( corrente de % A. O circ!ito ,ronto0 (ostrado na 2ig!ra > ,ode ser !sado ,ara ali(entar ,ro8etos co( grande 1!antidade de integrados TT@.

ara ali(entar circ!itos CKOS da(os e( es,ecial !(a 2onte co( &=%# 1!e 2ornece !(a tensão de %# 5 <*e8a a 2ig!ra 

&(


O integrado ta(b9( de*e ser dotado de !( radiador de calor0 ,rinci,al(ente se 2or ali(entada grande 1!antidade de co(,onentes.

O /00 Co(e/a(os ,or descre*er cada ele(ento da 2a(3lia l?gica TT@ e e( alg!ns casos at9 dando alg!ns circ!itos interessantes0 co(o no caso do &>$$. O &>$$ consiste n!( integrado 1!e cont9( > ,ortas NAND
')

NEWTON C. BRAGA

Cada !(a das ,ortas ,ode ser !sada se,arada(ente0 e o cons!(o de energia 9 de %# (A ,or integrado. @e(bra(os então 1!e neste integrado YX!ando as d!as entradas esti*ere( no n3*el Li então a sa3da será @OV. Nas o!tras condi/:es ,oss3*eis a sa3da será LM. A tabela *erdade ,ara este integrado e (ostrada a seg!ir) Tabela *erdade A B S $ $ % $ % % % $ % % % $ O circ!ito da 2ig!ra & ,er(ite 1!e o leitor *eri2i1!e estas condi/:es co( 2acilidade. O @ED acenderá 1!ando a sa3da do integrado esti*er no n3*el @O.

'1


5e8a 1!e 9 (ais *antage( 2a6er ,ro8etos e( 1!e o @ED acenda no n3*el @O0 corno (ostra a 2ig!ra =0 ,ois nesta condi/ão a corrente 1!e ,ode(os obter 9 (aior.

Na 2ig!ra  te(os !( oscilador 2eito co( d!as das > ,ortas NAND do integrado &>$$.

'2

NEWTON C. BRAGA

ode(os !sar este0 Circ!ito no ,ro8eto de !(a sirene o! de !( ,isca",isca. ara sirene0 te(os então o !so de > ,ortas0 ,ois d!as oscila( e( alta 2re1!Qncia ,rod!6indo !( sinal de á!dio e d!as e( bai4a 2re1!Qncia ,rod!6indo a (od!la/ão <*e8a 2ig!ra &$.

'"


Os ca,acitores deter(ina( o to( e a (od!la/ão ,odendo ser *ariados ,elo leitor ; *ontade. A eta,a de sa3da de ,otQncia ,er(ite 1!e !( alto"2alante se8a e4citado co( bo( *ol!(e. ara ali(entar co( !(a tensão de  *olts este circ!ito e4iste !( arti23cio (!ito interessante 1!e consiste na ,rod!/ão de !(a 1!eda de tensão de $0& 5 co( !( diodo de sil3cio0 con2or(e (ostra a 2ig!ra &%.

Este diodo ligado e( s9rie co( a 2onte0 red!6 a tensão ,ara 0F 50 a,ro4i(ada(ente0 1!e está dentro do s!,ortado ,elos integrados TT@ n!( 2!nciona(ento nor(al. O te(,o de ,ro,aga/ão do sinal ,or !(a ,orta &>$$ 9 de0 a,ro4i(ada(ente0 %$ nanosseg!ndos.

O /01 Este integrado TT@ cont9( > ,ortas NAND de d!as entradas0 (as do ti,o UO,en ColectorV. Msso signi2ica 1!e a sa3da dos transistores não ,oss!i !( resistor interno de carga. Este resistor0 ti,ica(ente de # # de*e ser ligado e4terna(ente0 con2or(e (ostra a 2ig!ra &#.

'#

NEWTON C. BRAGA

Obser*a"se ta(b9(0 ,ela 2ig!ra &F 1!e a ,inage( deste integrado corres,onde a !(a dis,osi/ão di2erente do &>$$.

O cons!(o de cada integrado &>$% 9 de = (A ti,ica(ente e a tabela *erdade 9 a (es(a do &>$$0 ,ois se trata( das (es(as 2!n/:es. Cada !(a das ,ortas deste integrado ,ode ser !sada inde,endente(ente.

'$


O /02 Este integrado consta de > ,ortas NOR .

As 1!atro ,ortas ,ode( ser !sadas inde,endente(ente0 le(brando a,enas 1!e a ali(enta/ão 9 co(!( a todas. O cons!(o de corrente ,or integrado e de %# (A e( (9dia. ode(os descre*er o 2!nciona(ento destas ,ortas ,or)YX!ando as d!as entradas esti*ere( no n3*el @O então a sa3da será LMV. Nas o!tras condi/:es ,oss3*eis a sa3da será @O. A B S $ $ % $ % $ % $ $ % % $

O /03 Este integrado TT@ consiste e( > ,ortas NAND de d!as entradas co( coletor aberto na sa3da. Con2or(e disse(os0 no '%

NEWTON C. BRAGA

caso do &>$%0 neste ti,o de integrado0 9 ,reciso ligar !( resistor de # # entre a sa3da e o ^ da ali(enta/ão ,ara se obter a sa3da e( n3*el LM. Na 2ig!ra & te(os a con2ig!ra/ão interna deste integrado0 assi( co(o a s!a ,inage(.

A tabela *erdade 9 a (es(a do &>$% 1!e ta(b9( e 2or(ado ,or > ,ortas. NAND de d!as entradas.

O /0/ Este integrado consiste e(  in*ersores0 o! se8a0 !( Le4 Mn*erter0 sendo 1!e cada !( dos seis in*ersores ,ode ser !sado inde,endente(ente. Na 2ig!ra & te(os a dis,osi/ão interna no integrado destes in*ersores. A tabela *erdade de cada in*ersor 9 (!ito si(,les) A S $ % % $

'&


Msso signi2ica 1!e0 1!ando a entrada de !( in*ersor 2or Ll a sa3da será @O0 e se8a0 1!ando a,licar(os !(a tensão entre $ e $0= 5 na entrada tere(os entre > e  5 na sa3da e *ice"*ersa. O cons!(o de corrente ,or integrado 9 de a,ro4i(ada(ente %# (A. @e(bra(os 1!e a corrente de sa3da (á4i(a de cada in*ersor 9 de % (A. Na 2ig!ra && te(os !( circ!ito oscilador 1!e !tili6a in*ersores e 1!e ,ode ser !sado co(o in8etor de sinais0 cloc o! (es(o co(o base ,ara !( ,ro8eto de sirene.

''

NEWTON C. BRAGA

O te(,o de ,ro,aga/ão do sinal ,or !(a ,orta 9 ti,ica(ente de %$ ns0 sendo este *alor !( indicati*o de s!a *elocidade de o,era/ão.

O /04 Este integrado consiste e( Seis in*ersores
A sa3da te( n3*el l?gico contrário ao do sinal a,licado ; entrada. A corrente drenada ,or integrado e de %# (A. Todos os seis in*ersores ,ode( ser !sados inde,endente(ente.

'(


O /05 Este ta(b9( 9 !( in*ersor sQ4t!,lo
O /0 O &>$& consiste e( seis não in*ersores ta(b9( co( sa3das e( coletor aberto at9 F$ 5 co( a ,inage( (ostrada na 2ig!ra =$. O cons!(o ,or in*?l!cro 9 de # (A e( (9dia e cada !( dos não in*ersores ,ode ser !sado inde,endente(ente.

()

NEWTON C. BRAGA

Obser*e 1!e a tabela *erdade deste dis,ositi*o 9 !ltra si(,les) A S $ $ % %

E( o!tras ,ala*ras0 a sa3da te( o (es(o n3*el l?gico da entrada. ara 1!e isso Este integrado ,ode ser !sado co(o Ub!22erV0 o! se8a0 a(,li2icador ,ara 2ornecer !( sinal de corrente (aior o! de tensão (aior sobre !(a carga0 8á 1!e as sa3das são ,ara tens:es at9 F$ 5. No n3*el @O ,ode(os drenar e( cada sa3da !(a corrente "de at9 F$ (A. Obser*e 1!e a tensão de ali(enta/ão do integrado ,er(anece e(  5.

(1


O /06 Este integrado consiste e( 1!atro ,ortas AND
A tabela *erdade ,ara estas ,ortas 9 a seg!inte) A B S $ $ $ $ % $ % $ $ % % % ara 1!e ten+a(os o n3*el l?gico % na sa3da 9 ,reciso 1!e os n3*eis l?gicos das entradas se8a( %. A corrente drenada ,or !nidade 9 de % (A e o te(,o de ,ro,aga/ão0 ti,ica(ente0 de % ns. Cada !(a das > ,ortas ,ode ser !sada inde,endente(ente.

(2

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O /10 Este integrado TT@ consta de F ,ortas NAND de F entradas0 co( a con2ig!ra/ão e ,inage( (ostradas na 2ig!ra =#.

A corrente cons!(ida ,or integrado 9 de  (A. A tabela *erdade ,ara !(a das ,ortas deste integrado e) A B C S $ $ $ % $ $ % % $ % $ % $ % % % % $ $ % % $ % % % % $ % % % % $ ara ter(os o n3*el @O na sa3da 9 ,reciso 1!e as trQs entradas este8a( no n3*el LM. Nas o!tras condi/:es ,oss3*eis a sa3da será LM. Cada !(a das trQs ,ortas ,ode ser !sada inde,endente(ente.

("


O /1/ Este integrado corres,onde a !(a 2!n/ão 1!e ainda não est!da(os0 (as 1!e ,ode(os ,er2eita(ente e4,licar agora. Trata"se do Sc+(itt trigger. O UtriggerV o! dis,arador 9 !( circ!ito 1!e res,onde co( !(a transi/ão (!ito rá,ida de 6ero ,ara !(0 o! *ice *ersa0 e( se! n3*el de sa3da0 1!ando a tensão de entrada ,assa ,or !( *alor deter(inado0 deno(inado li(iar <*e8a a 2ig!ra =F.

ode(os !sar !( Sc+(itt trigger ,ara alterar a 2or(a de onda de !( sinal0 obtendo !( sinal ,er2eita(ente retang!lar ,r?,rio ,ara o trabal+o co( circ!itos digitais. E( cada transi/ão ,ela tensão li(iar0 o integrado ,rod!6 !(a transi/ão de $ ,ara % o! % ,ara $ e( s!a sa3da. Obser*e o s3(bolo adotado ,ara re,resentar este Udis,aradorY e 1!e ele in*erte o sinal de sa3da0 ,ois consta de seis Sc+(itt triggers in*ersores .

(#

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Cada integrado drena !(a corrente de F$ (A e( (9dia e te( !( te(,o de ,ro,aga/ão de %& ns. A i(,edncia de entrada destes in*ersores 9 de   e o ,onto de transi/ão e( 1!e ocorre a e4c!rsão ,ositi*a está torno de %0 & 5. A transi/ão negati*a ocorre 1!ando a tensão cai a $0 5. Esta di2eren/a de *alores de $0= 5 deter(inai a Y+istereseV do circ!ito.

O /14 Este integrado TT@ cont9(  in*ersores co( coletor aberto0 o,erando e( tens:es de at9 % 5. A ,inage( 9 (ostrada na 2ig!ra =. Na sa3da @O ,ode"se drenar correntes de at9 >$ (A e( cada sa3da in*ersora co( tens:es de at9 % 5. O estado de sa3da LM s? obtido co( a liga/ão de !( resistor da sa3da ao ^ da ali(enta/ão. A tensão de ali(enta/ão do integrado 9 ainda de  5.

($


O /1 Este circ!ito integrado TT@ consta de seis não in*ersores de coletor aberto ,ara tens:es de sa3da at9 % 5. ode ser !sado ,ara e4citar cargas de tens:es (ais altas0 8á 1!e no estado @O a corrente drenada co( % 5 ,ode c+egar a >$ (A. A ,inage( do circ!ito integrado 9 (ostrada na 2ig!ra =.

(%

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A tensão de ali(enta/ão do integrado 9 de  5 e a corrente drenada ,or !nidade 9 de # (A e( (9dia. A sa3da aco(,an+a a entrada o 1!e nos le*a a seg!inte tabela *erdade) A S $ $ % % Cada !( dos não in*ersores ,ode ser !sado inde,en dente(ente. O te(,o de ,ro,aga/ão ,ara sa3da LM e de  ns e ,ara a sa3da @O 9 de a,ro4i(ada(ente #$ ns.

O /20 Este integrado TT@ consta de # ,ortas NAND entradas cada !(a0 co( a ,inage( (ostrada na 2ig!ra =&.

(&


Cada !(a das ,ortas ,ode ser !sada inde,endente(ente0 a,resentando o circ!ito !(a corrente de cons!(o de > (A e( (9dia. So(ente 1!ando todas as entradas esti*ere( no n3*el LM 9 1!e tere(os a sa3da no n3*el @O0 o 1!e nos le*a ; seg!inte tabela *erdade) A B C D S $ $ $ $ % $ $ $ % % $ $ % $ % $ $ % % % $ % $ $ % $ % $ % % $ % % $ % $ % % % % % $ $ $ % % $ $ % % % $ % $ % % $ % % % % % $ $ % % % $ % % % % % $ % % % % % $

('

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Obser*e 1!e a e4istQncia de > entradas nos le*a a % co(bina/:es de estado ,oss3*eis ,ara este integrado. Obser*e ta(b9( 1!e dois dos ,inos do integrado não ,oss!e( cone4:es
O /30 Este integrado cont9( !(a nica ,orta NAND de = entradas0 a,resentando a dis,osi/ão de liga/:es (ostrada na 2ig!ra ==.

O cons!(o de corrente ,or integrado 9 de # (A e( (9dia e o te(,o de ,ro,aga/ão e de %$ ns. Obser*e 1!e co( = entradas te(os #= Z # co(bina/:es de estado. So(ente 1!ando todas as entradas esti*ere( no n3*el LM 9 1!e a sa3da será @O) ara todas as de(ais # co(bina/:es de estado0 a sa3da será LM.

((


O /32 Este circ!ito integrado TT@ cont9( > ,ortas OR
O cons!(o de corrente ,or integrado e de % (A e o te(,o de ,ro,aga/ão e de %# ns e( (9dia. A tabela *erdade ,ara este integrado 9) A B S $ $ $ $ % % % $ % % % % ara 1!e o n3*el de sa3da se8a @O 9 ,reciso 1!e as d!as entradas se8a( @O. Nas de(ais condi/:es0 a sa3da será LM. A ali(enta/ão0 co(o e( todo TT@ 9 de  5.

1))

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O /3 Este integrado consiste e( 1!atro Ub!22ersV do ti,o NAND de d!as entradas0 o! se8a0 são ,ortas co( sa3das de ,otQncia (aior 1!e ,ode( e4citar (aior 1!antidade de o!tros integrados. Cada sa3da deste integrado ,ode e4citar F$ ,ortas TT@ nor(ais. Msso signi2ica 1!e este integrado te( !(a ca,acidade de e4cita/ão trQs *e6es (aior 1!e o e1!i*alente 2!ncional &>$$. A ,inage( deste integrado 9 (ostrada na 2ig!ra $.

A corrente ,or !nidade 9 de  (A 1!ando todas as sa3das esti*ere( no n3*el LM. Co( as sa3das no n3*el @O a corrente cons!(ida sobe ,ara F> (A. A tabela *erdade 9 a (es(a do &>$$0 8á 1!e se trata da (es(a 2!n/ão.

O //0 Este integrado consta de d!as ,ortas NAND de > entradas (as co( ,otQncia ele*ada0 o! se8a0 são b!22ers.

1)1


Co(o no caso do &>F&0 cada sa3da deste TT@ ,ode e4citar F$ entradas de TT@ con*encionais0 o 1!e signi2ica !( 2an"o!t trQs *e6es (aior 1!e o &>$$. A ,inage( o! dis,osi/ão dos ele(entos deste integrado 9 (ostrada na 2ig!ra %.

A tabela *erdade 9 a (es(a do &>#$ 1!e ta(b9( consta de # ,ortas NAND de > entradas.

O //2 Eis a1!i !(a 2!n/ão l?gica descon+ecida dos leitores at9 agora0 (as de grande !tilidade. O &>># 9 !( decodi2icador BCD ,ara %"de"%$ co( sa3das co(,at3*eis TT@. O 1!e signi2ica isso) Na entrada deste integrado a,lica(os ,!lsos o! sinais
NEWTON C. BRAGA

Assi(0 as entradas %0 #0 > e = <1!e dão os ,esos ,ode( ser e4citadas da seg!inte 2or(a) % # > = % $ $ % O n(ero e( binário corres,onde então ao UV. A sa3da 1!e será le*ada ao n3*el Ll será então a corres,ondente ao ,ino. %%0 o! se8a0 o 0 seg!ndo a ,inage( (ostrada na 2ig!ra %"A

Todas as de(ais sa3das 2icarão no n3*el @O. Na 2ig!ra # te(os !( interessante circ!ito 1!e ,er(ite con*erter n(eros e( BCD ,ara deci(ais.

1)"


As c+a*es de entrada <1!atro ,er(ite( estabelecer o n(ero e( binário acendendo > @EDs 1!e corres,onde() acesos % e a,agados $. Na sa3da acenderá !( dos %$ @EDS 1!e corres,onde 8!sta(ente ao n(ero codi2icado e( binário. Obser*a(os 1!e 1!al1!er c?digo (aior 1!e %$$% <(aior 1!e  le*a todas as sa3das ao n3*el LM. ara codi2icar n(eros de $ a & <% de = basta aterrar o ,ino %# deste integrado. As sa3das ,ode( drenar neste circ!ito % (A o 1!e s!2iciente ,ara acender @EDS co(!ns. ara correntes (aiores de sa3da0 os 2abricantes reco(enda( !sar o &>>.

1)#

NEWTON C. BRAGA

ode(os estabelecer !(a 2!nciona(ento ,ara este integrado) Entradas Sa3das $$$$. $$$$$$$$$% $$$% $$$$$$$$%$ $$%$ $$$$$$$%$$ $$%% $$$$$$%$$$ $%$$ $$$$$%$$$$ $%$% $$$$%$$$$$ $%%$ $$$%$$$$$$ $%%% $$%$$$$$$$ %$$$ $%$$$$$$$$ %$$% %$$$$$$$$$

seg!inte

tabela

de

O cons!(o de corrente ,or integrado e de #= (A e s!a *elocidade de o,era/ão 9 de %& ns.

O //4 Este integrado te( a (es(a 2!n/ão de &>>#0 co( a di2eren/a 1!e s!as sa3das ,ode( e4citar cargas co( (aior corrente e (aior tensão. De 2ato0 as sa3das são ,ara tens:es at9 F$ *olts e correntes at9 =$ (A. A ,inage( deste integrado 9 (ostrada na 2ig!ra F.

1)$


A tabela de condi/:es de entradas e sa3das 9 a (es(a do &>>#. Cada integrado e4ige !(a corrente de >F (A sendo ali(entado ,or  5 e o,era co( !( te(,o de ,ro,aga/ão de > ns. Obser*e 1!e os =$ (A co( F$ 5 de ali(enta/ão ,ode( ser drenados a,enas no estado @O de sa3da. O estado LM 9 obtido so(ente co( a liga/ão de !( resistor entre a sa3da e o ^ da ali(enta/ão.

O // Esta 9 o!tra 2!n/ão bastante interessante e de grande !tilidade de*endo ser est!dada e( ,or(enores. O &>>& 9 !( decodi2icador BCD ,ara dis,la de & seg(entos. O dis,la de sete seg(entos0 o! (ostrador0 9 !( dis,ositi*o 1!e ,ode (ostrar !( n(ero de $ ; & atra*9s do acendi(ento co(binado de certo n(ero de se!s & seg(entos0 con2or(e (ostra a 2ig!ra >.

1)%

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Obser*e 1!e o n(ero F 9 obtido 1!ando os seg(entos A0 B0 C0 D e G acende(. O n(ero = 9 obtido 1!ando todos os seg(entos acende( e o % 1!ando a,enas o B e o C acende(. Este integrado ,ode receber !(a in2or(a/ão e( BCD atra*9s de > n3*eis l?gicos e 2or(ar na sa3da os n3*eis 1!e0 a,licados a !( dis,la ,ro*oca( o a,areci(ento do n(ero corres,ondente. Assi(0 se a,licar(os nas entradas) Y%V Z $0 U#V Z % e U=V Z $0 1!e corres,onde ao n(ero 0 as sa3das A0 H0 G0 C e D serão le*adas ao n3*el @O de (odo 1!e ,oderá circ!lar !(a corrente ,or estes seg(entos acendendo"os e 2or(ando assi( o n(ero . 5e8a ,ela 2ig!ra  1!e o dis,la !sado 9 do ti,o Yanodo co(!(V0 o! se8a0 1!e te( !( anodo ,ara todos os seg(entos ligados ao ,olo ,ositi*o da ali(enta/ão0 acendendo0 ,ois 1!ando o catodo 9 le*ado ao n3*el @O.

1)&


Do (es(o (odo0 e4iste( dis,las ,ara catodo co(!(0 1!e acende( co( o!tros ti,os de decodi2icadores Este circ!ito ,ode0 no estado @O0 drenar !(a corrente de at9 >$ (A co( tensão de at9 %F$ 5olts0 (as necessita de resistores li(itadores de corrente0 1!ando dis,las de @EDS são !sados. ara dis,las 2l!orescentes o! de 2ila(ento não são necessários tais resistores. A entrada Ula(,"testV ser*e ,ara *eri2icar todas as sa3das do integrado. X!ando esta entrada 9 aterrada todas as sa3das são le*adas ao n3*el @O0 acendendo assi(0 o n(ero =. Se alg!( 2ila(ento0 o! seg(ento não acender ,ode(os s!s,eitar do integrado o! do dis,la. E( alg!(as a,lica/:es0 o 6ero não ,recisa acender co(o0 ,or e4e(,lo0 nos casos e( 1!e este algaris(o a,arecer a es1!erda. E( l!gar de a,arecer $$> n!( gr!,o de > dis,las ,ode(os Ya,agarV os dois ,ri(eiros 6eros e ,ro8etar a,enas > <*e8a a 2ig!ra .

1)'

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ara 1!e isso aconte/a basta le*ar a entrada F (A.

O /3 Este i(,ortante integrado TT@ cont9( dois 2li,"2lo,s do ti,o . Trata"se de !( ti,o de 2li,"2lo, 1!e e4,licare(os (el+or o 2!nciona(ento a seg!ir. A ,inage( deste integrado e dada na 2ig!ra &.

1)(


Estes Hli,"2lo,s são do ti,o dis,arado ,or n3*el &F)

11)

NEWTON C. BRAGA

Sob certas condi/:es X e X ,ode( (!dar de estado so(ente se a entrada de cloc 2or le*ada ao n3*el @O. As sa3das X e X não (!darão de estado ,ara !(a (!dan/a de estado nas entradas  e . O nico instante e( 1!e ,ode +a*er a (!dan/a 9 1!ando a entrada do cloc 2or le*ada ao n3*el @O. Se  e  esti*ere( no n3*el @O
O // Este 9 !( o!tro ti,o de 2li,"2lo,0 deno(inado de Ti,o D0 dis,arando ,ela transi/ão negati*a de !( ,!lso e ,oss!indo ,reset e ,reclear. Na 2ig!ra = te(os a ,inage( deste integrado.

111


O integrado ,oss!i dois 2li,"2lo,s inde,endentes 1!e ,oss!e( sa3das X e X. O 2!nciona(ento 9 o seg!inte) A in2or(a/ão le*ada a entrada D 9 le*ada a sa3da X0 a não ser 1!e a entrada de cloc receba !( ,!lso de transi/ão0 do n3*el bai4o ,ara o n3*el alto. O nico instante e( 1!e a sa3da ,ode (!dar de estado 9 1!ando o cloc a,arece. K!dan/as na entrada X não ,assa( ,ara a sa3da a não ser 1!e o circ!ito se8a e4citado ,or !( ,!lso de cloc <*e8a a 2ig!ra .

112

NEWTON C. BRAGA

Se D esti*er LM0 no ,!lso de cloc0 então X ,assa ao n3*el alto e a sa3da co(,le(entar ao n3*el bai4o. Se D esti*er @O0 no ,!lso de cloc0 então $ *ai ao n3*el bai4o e a co(,le(entar ao n3*el alto. As entradas de Clear e Set de*e( estar sob ,otencial ,ositi*o ,ara !(a o,era/ão nor(al. Se a entrada Clear 2or aterrada0 o 2li,"2lo, i(ediata(ente *ai ao estado e( 1!e X 2ica @O e s!a co(,le(entar LM. Se a entrada SET 2or aterrada0 o 2li," 2lo, *ai a condi/ão de X Ll e s!a co(,le(entar @O. A (á4i(a corrente cons!(ida 9 de %& (A e a *elocidade (á4i(a de o,era/ão deste 2li,"2lo, 9 de # K+6.

O /65 Este integrado TT@ consiste e( ,orta E4cl!si*e"Or ,ortas de d!as entradas co( !( te(,o de ,ro,aga/ão de %= ns e !( cons!(o de corrente de F$ (A. A ,inage( deste integrado 9 (ostrada na 2ig!ra %$$.

11"


A tabela *erdade ,ara estas ,ortas e) A B S $ $ $ $ % % % $ % % % $ Obser*e 1!e0 so(ente 1!ando !(a o! o!tra das entradas está no n3*el Ll 9 1!e a sa3da 9 le*ada ao n3*el Ll. Nas o!tras condi/:es a sa3da ,er(anece no n3*el @O. Cada !(a das 1!atro ,ortas 1!e 2or(a( este integrado ,ode ser !sada inde,endente(ente0 le(brando 1!e a ali(enta/ão se(,re de*e ser 2eita co( !(a tensão de  5olts.

O /70 Co(,leta(os esta s9rie inicial co( o &>$ 1!e 9 !( dos (ais i(,ortantes circ!itos digitais da s9rie TT@0 ,ossibilitando a elabora/ão de in(eros ,ro8etos interessantes. Ta(b9( se trata de !(a 2!n/ão 1!e (erece alg!(as e4,lica/:es adicionais0 se be( 1!e o leitor 8á ,ossa entendQ"lo co( certa 2acilidade a ,artir das e4,lica/:es dadas 1!ando 2ala(os dos contadores binários. O &>$ consiste n!( contador de d9cada
11#

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O &>$ 9 2or(ado ,or dois blocos0 !( 1!e di*ide ,or # e o!tro 1!e di*ide ,or 0 o! se8a0 d!as s9ries de 2li,"2lo,s 1!e ,ode( contar at9 estes *alores. Mnterligando os dois blocos obte(os !( circ!ito 1!e conta o! di*ide ,or %$ <*e8a a 2ig!ra %$#.

A entrada dos ,!lsos 9 2eita ,elos Clocs. Obser*e 1!e te(os d!as entradas de cloc corres,ondentes aos dois blocos. S!,ondo o 2!nciona(ento nor(al co(o di*isor ,or %$0 te(os a liga/ão (ostrada na 2ig!ra %$F.

11$


U=Y.

As sa3das são e( BCD0 o! se8a0 tQ( ,eso U%V0 U#V0 V>V e

Assi(0 se a,licar(os na entrada  ,!lsos0 as sa3das serão le*adas ao n3*el $%%$ 1!e corres,onde 8!sta(ente a  e( BCD. Obser*e o leitor 1!e0 se ligar(os este circ!ito ao &>># 1!e 9 !( decodi2icador BCD ,ara & seg(entos e de,ois !( dis,la 8á tere(os !( i(,ortante circ!ito) !( contador digital de $ at9 . Esta 9 8!sta(ente a base de nosso ,ro8eto ,rático <*e8a a 2ig!ra %$>.

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NEWTON C. BRAGA

A cada ,!lso0 a sa3da do &>$ (!da e isso ,ode ser aco(,an+ado ,elo decodi2icador BCD  & seg(entos e ,elo dis,la. Se na entrada 2or ligado !( oscilador de cloc 1!e dQ !( ,!lso e( cada seg!ndo0 8á tere(os o!tro ,ro8eto interessante ( cronô(etro. ara ressetar o contador0 o! se8a0 le*á"lo a indicar 6ero na sa3da <$$$$ basta le*ar as entradas reset ao n3*el $0 o! se8a0 ligando"as ; terra. ara le*ar o circ!ito a indicar UV basta le*ar as entradas de set  ao n3*el LM. O &>$ so(ente conta ,ara 2rente0 isto 90 e( n!(era/ão crescente. E4iste( contadores 1!e ,ode( ser ,rogra(ados ,ara contar e( *alores decrescentes
11&


'aendo !roetos As interliga/:es destes integrados e( di*ersos ,ro8etos e4ige do leitor !( bo( est!do e con+eci(ento de todos os ,rinc3,ios en*ol*idos. Deste (odo0 não será 2ácil0 ,elo (enos de inicio0 ,ro8etar e1!i,a(entos digitais (ais co(,le4os se(a a8!da de (an!ais o! in2or(a/:es (ais detal+adas. No entanto0 co( os ensina(entos 1!e da(os a1!i o leitor 8á ,ode co(e/ar0 e (!ito (ais 1!e isso0 ,ode entender co(o 2!nciona( a,arel+os ,rontos 1!e a,are/a( e( ,!blica/:es t9cnicas o! (es(o (ontados. Os ,ro8etos iniciais 1!e dare(os a seg!ir são (ais de c!n+o didático0 ,er(itindo 1!e o leitor entenda o 2!nciona(ento de cada integrado e de s!a !nião e( dis,osi/:es (ais co(,le4as. @e(bra(os 1!e o leitor ,ode desen*ol*er estes ,ro8etos e( ,lacas de circ!ito i(,resso de s!a ,r?,ria con2ec/ão0 o! se dese8ar !(a e4,eri(enta/ão de*e 2a6er !so das (atri6es de contacto0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %$.

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NEWTON C. BRAGA

Co( estas (atri6es de contactos0 o a,ro*eita(ento de co(,onentes 9 i(ediato0 ,ois 2eita a e4,eriQncia o co(,onente ,ode ser retirado e g!ardado e no*a(ente a,ro*eitado e( o!tro ,ro8eto. Kontagens e4,eri(entais (!ito interessantes co( circ!itos digitais ,ode( ser 2eitas co( 2acilidade. Se o leitor gosta de eletrônica digital e ,retende reali6ar se!s e4,eri(entos0 s!geri(os co(,rar !( certo n(ero de integrados. Os integrados s!geridos são) # " &>$$ # " &>$# # " &>$> # " &>$= % " &>%$ 11(


% " &>#$ % " &>F# # " &>># # " &>>& # " &>&> % " &>= # " &>$ % "  Este lti(o0 o  não 9 real(ente !( integrado TT@0 (as s!a !tilidade nos ,ro8etos digitais 2icará ,atente co( as e4,lica/:es 1!e dare(os a seg!ir_ não es1!ecendo nat!ral(ente a 2onte de ali(enta/ão.

O 444 O  9 !( ti(er co( caracter3sticas co(,at3*eis co( os circ!itos TT@. ode(os !sar o  co(o oscilador de 2re1!Qncias 1!e *ão de $0$% L6 a %$$ L6 o 1!e ,er(ite !tili6á"lo co(o cloc de circ!itos integrados digitais TT@. Na 2ig!ra %$ te(os a liga/ão do  co(o oscilador 1!e ,rod!6 !( sinal retang!lar.

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NEWTON C. BRAGA

A 2re1!Qncia de o,era/ão 9 dada ,ela seg!inte 2?r(!la) 2 Z %0>>7
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Este circ!ito ,ode ser !sado co(o !( Ycloc e4,eri(ental lentoV ,ara est!do do 2!nciona(ento de circ!itos digitais co(o contadores. O @ED acende 1!ando o n3*el de sa3da 9 LM. @igando este circ!ito !( (!lti*ibrador biestá*el o! 2li," 2lo, ,ode(os analisar se! 2!nciona(ento.

,ontador !in#rio Na 2ig!ra %$= te(os !( ,ro8eto de contador binário !sando o  e o &>$ co( > @EDS.

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NEWTON C. BRAGA

Este contador Conta at9  e( binário0 acendendo os @EDs de (odo a 2or(ar o n(ero corres,ondente. Assi(0 !( @ED a,agado0 dois acesos e !( a,agado0 indica( $%%$ 1!e e( binário corres,onde ao . A *elocidade co(. 1!e os n(eros (!da( de,enderá A da 2re1!Qncia do  1!e ,ode ser a8!stada no ,otenciô(etro %. Obser*e 1!e o  ta(b9( 9 ali(entado co(  5. Este integrado ,ode ser ,er2eita(ente ali(entado co( tens:es de at9 % 5 1!e o torna a,licá*el ta(b9( e( circ!itos e1!i*alentes CKOS.

12"


U$ ,loc8 &is%arado ( o!tro circ!ito 1!e ,ode ser !sado ,ara ati*ar o contador e4,eri(ental at9  9 (ostrado na 2ig!ra %$ e !sa !( &>$$.

A 2re1!Qncia 9 dada ,elo ca,acitor C 1!e ,ode ter *alores entre %$$ nH e %$ !H. X!anto (aior o *alor de C0 (ais bai4a 9 a 2re1!Qncia e0 ,ortanto0(ais lenta a (!dan/a dos n(eros. Neste circ!ito0 so(ente 1!ando = 9 ati*ado 9_1!e o oscilador entra e( a/ão0 ,rod!6indo os ,!lsos de cloc. X!ando S 9 solto0 o circ!ito 9 inibido ,arando a contage(. (a a,lica/ão interessante 9 dada no ,ro8eto a seg!ir.

orteador sando o circ!ito de dis,aro e( 1!estão0 e( 1!e0 ao a,ertar S ,rod!6i(os !( n(ero aleat?rio de i(,!lsos0 (ais !( decodi2icador % de %$ e !( &>$0 ,ode(os 2a6er !( interessante ,ro8eto ca,a6 de sortear !( n(ero de $ a 
12#

NEWTON C. BRAGA

O ,!lsador co( o &>$$ 9 ligado ao &>$ 1!e 2a6 a contage( dos ,!lsos de $ a  2ornecendo !(a sa3da. E( seg!ida0 *e( o &>># 1!e to(a a sa3da e( BCD e a trans2or(a n!(a sa3da de % a %$ acionando !( dos @EDs ligados. Assi(0 1!ando ,ressiona(os o interr!,tor !( n!(ero de ,!lsos aleat?rios são ,rod!6idos0 sendo contado ,elo &>$ $ !(a indica/ão binária >#. Na sa3da deste integrado !(a nica e le*ada ao n3*el @O acendendo o @ED corres,ondente. Este @ED indica o n(ero sorteado. O ca,acitor de %$$ nH 9 o reco(endado0 ,ois ,er(ite 1!e a *elocidade de cloc se8a tão grande 1!e o 8ogador não consiga controlar o sorteio0 2a6endo cair o n(ero 1!e ele 1!er. (a *ersão do 8ogo Ura,a"t!doV ,ode ser elaborada a ,artir desta con2ig!ra/ão e( 1!e ,ara os @EDs tere(os as seg!intes indica/:es) $ " tira !(

12$


% " tira dois # " ,:e !( F " ra,a t!do > " dei4a co(o está  " tira trQs  " ,:e trQs & " 8og!e o!tra *e6 = " tira !(  " ,:e !( O 8ogo ,ode ser 2eito co( 2ic+as0 e ter(inará 1!ando alg!9( 2icar se( nen+!(a delas.

&is%la9s Os dis,las !sados nas (ontagens digitais (ais co(!ns0 são os 2or(ados ,or diodos l!(inescentes o! @EDs. Cada seg(ento e !( @ED 1!e acende co( !(a tensão (3ni(a de %0 50 a,ro4i(ada(ente0 e 1!e ,recisa ter !( resistor li(itador de corrente 1!e nor(al(ente 9 !( resistor de FF$ o+(s. Se( este resistor a corrente não te( li(ite e ,ode 1!ei(ar0 tanto o dis,la0 co(o o integrado 1!e o e4cita. E4iste( alg!ns integrados 1!e ,oss!e( o resistor li(itador 8á e( se! interior0 dos 1!ais de*ere(os 2alar 2!t!ra(ente. São dois os ti,os ,rinci,ais de dis,las de & seg(entos !sados) a anodo co(!( b catodo co(!( No dis,la de anodo co(!(0 todos os anodos dos seg(entos são interligados a !( ter(inal nico0 con2or(e (ostra a 2ig!ra %%%.

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NEWTON C. BRAGA

Este anodo 9 então ligado ao <^ da ali(enta/ão e os catodos na sa3da do integrado decodi2icador. Os seg(entos acende( então 1!ando o catodo do seg(ento *ai ao n3*el @O0 o! se8a0 aterrado. Dis,las de anodo co(!( são !sados co( o &>>&0 ,or e4e(,lo. No dis,la de catodo co(!(0 os catodos são interligados ao negati*o da 2onte. 2ig!ra %%#.

12&


O seg(ento acende 1!ando a sa3da corres,ondente o integrado ,assa ao n3*el @O ,ara o LM. ( decodi2icador ,ara este ti,o de dis,la 9 o F= 1!e0 a,esar do no(e0 2a6 ,arte da lin+a TT@. Os ta(an+os e as identi2ica/:es dos ter(inais dos dis,las *aria( con2or(e o 2abricante. Se o leitor ti*er di2ic!ldades e( obter !( dis,la con*encional e( s!a localidade0 ,ode ,er2eita(ente (ontar !( co( @EDs co(!ns0 seg!ndo (ostra a 2ig!ra %%F.

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NEWTON C. BRAGA

A ali(enta/ão será de  5 e serão !sados & transistores BC>= ,ara e4citar as UbarrasV o! seg(entos0 cada 1!al co( F @EDs. A entrada deste circ!ito 9 co(,at3*el co( os dis,ositi*os TT@0 (as se! cons!(o de corrente e4iste !(a boa 2onte. De 2ato0 cada @ED conso(e e( (9dia #$ (A0 o 1!e signi2ica $ (A ,or seg(ento. Co(o te(os & seg(entos0 1!ando o n(ero = 2or ,ro8etado0 caso e( 1!e acende( todos os seg(entos0 f corrente será de >#$ (A. N!(a (ontage( e( 1!e te(os dois d3gitos0 o cons!(o de corrente c+egará a =>$ (A. (a 2onte de % A 9 o (3ni(o 1!e ( e4ige ,ara esta a,lica/ão. Na 2ig!ra %%> te(os o as,ecto deste interessante dis,la (ontado.

(a ,ossibilidade interessante consiste e( se !tili6ar SCRs e ali(entar l(,adas incandescentes de %%$ e assi( 2a6er !( dis,la gigante. lacar de 8ogos ,ode ser 2eito seg!ndo esta t9cnica.

12(


3+44+ !5+6/+ !5/IC+ ":&UO ,ON;A&O' &E 0 A 7 - ;;. Da(os ele(entos ,ara 1!e o leitor (onte !( (?d!lo contador de % digito<$ ;  co( o 1!al ,ode( ser desen*ol*idos di*ersos ,ro8etos interessantes. Co( dois (?d!los ,ode"se ter a contage( at9 0 co( trQs at9  e co( > at9 . Dentre as ,oss3*eis (ontagens 1!e o leitor ,ode ter destaca(os) " Contador de ob8etos e( lin+as de (ontagens " Contador de ,essoas e( entradas de teatros o! cine(as " Cronô(etro " Contador de e*entos e( ,es1!isas cienti2icas " Contador de *oltas ,ara enroladores de bobinas " Kedidor de rota/:es ,or (in!to A (ontage( 9 e4tre(a(ente si(,les e não +á li(ite ,ara o 1!e se ,ode ada,tar na entrada ,ara a ,rod!/ão dos ,!lsos 1!e de*e( ser contados. A *elocidade (á4i(a de contage( e deter(inada ,elas caracter3sticas do &>$ e está e( torno de %= KL6 ,ara o TT@ da s9rie nor(al. As caracter3sticas do (?d!lo são) Tensão de ali(enta/ão -  5olts N(ero de d3gitos " % Hre1!Qncia (á4i(a de contage( " %= KL6 Cons!(o de corrente "& (A <(ais o dis,la Co8o 7$nciona

Na 2ig!ra % te(os a dis,osi/ão e( blocos de nosso circ!ito contador !sado na entrada 9 !( &>$ 1!e 9 !( contador de d9cada0 di*isor ,or %$0 1!e conta so(ente no sentido crescente o! ,rogressi*o.

1")

NEWTON C. BRAGA

Este circ!ito recebe os ,!lsos de entrada do circ!ito de sensor o! cloc e 2ornece !(a sa3da e( BCD de > d3gitos. H!t!ra(ente0 dare(os ele(entos ,ara 1!e se altere a contage( at9 0 caso e( 1!e ,ode(os 2a6er a (ontage( de rel?gios0 o! di*isores ,or $. O sinal deste integrado e le*ado a !( &>>& 1!e 2a6 decodi2ica/ão dos n3*eis BCD ,ara aciona(ento de !( dis,la de & seg(entos. Este integrado at!a ,ela 1!eda de tensão nos ter(inais dos seg(entos 1!e de*e( ser acesos0 o 1!e e4ige o e(,rego de dis,las de anodo co(!(. ara dis,las de catodo co(!( ,ode ser !sado o F=0 c!8a ,inage( e (odo de liga/ão são (ostrados na 2ig!ra #.

1"1


Resistores de FF$ O+(s de*e( ser ligados e( s9rie co( os seg(entos ,ara li(itar s!a corrente. A ali(enta/ão deste integrado ta(b9( 9 2eita co( !(a tensão de  5 e se! cons!(o de corrente está e( torno de >F (A. Te(os 2inal(ente o dis,la0 c!8a (edida 9 de !( ti,o co(ercial co(!( ,ara o 1!al da(os di*ersos e1!i*alentes na lista de (aterial. E( s!(a0 a ,inage( dada nesta ,laca de circ!ito i(,resso0 assi( co(o as di(ens:es corres,onde a todos os ti,os indicados na lista de (aterial. Se o leitor ti*er o!tro ti,o de dis,la co( ter(inais di2erentes o! di(ens:es di2erentes0 nada i(,ede 1!e se8a 2eita !(a altera/ão no desen+o da ,laca de circ!ito i(,resso. A 2onte de ali(enta/ão ,ara o circ!ito ,ode ser a da 2ig!ra F.

1"2

NEWTON C. BRAGA

Nela te(os !( trans2or(ador co( ,ri(ário de acordo co( a rede local e sec!ndário de %# 5  % A. O circ!ito integrado reg!lador de tensão 9 o &=$ 1!e de*e ser dotado de !( radiador de calor. Na 2ig!ra > (ostra(os a (ontage( desta 2onte tendo ,or base !(a ,e1!ena ,onte de ter(inais.

1""


Os diodos ,ode( ser do ti,o %N>$$# o! e1!i*alentes de (aior tensão e os ca,acitores de 2iltro tQ( tens:es de trabal+o de % o! # 5olts. ( @ED indicador de 2!nciona(ento ,ode ser acrescentado co( !( resistor e( s9rie de % . Fontage8

Co(e/a(os ,or dar o diagra(a co(,leto do (?d!lo de contage( <*e8a a 2ig!ra .

1"#

NEWTON C. BRAGA

A ,laca de circ!ito i(,resso !sada 9 dada e( ta(an+o nat!ral na 2ig!ra .

1"$


Ao reali6ar a (ontage(0 se ,oss3*el0 !se so1!etes ,ara os circ!itos integrados e obser*e o seg!inte) a Obser*e a ,osi/ão dos circ!itos integrados e do dis,la0 ,ois in*ers:es co(,ro(ete( o 2!nciona(ento do circ!ito. b Obser*e os *alores dos resistores li(itadores 1!e0 se ,oss3*el0 de*e( ser todos de %$h de tolerncia ,ara 1!e todos os seg(entos acende( co( o (es(o bril+o. c Obser*e c!idadosa(ente a ,olaridade das liga/:es do (?d!lo na 2onte0 ,ois se +o!*er in*ersão +a*erá ta(b9( a 1!ei(a dos integrados e do dis,la. d N!nca ali(ente o circ!ito co( tens:es s!,eriores a  50 ,ois ,ode +a*er a 1!ei(a dos integrados.

1"%

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e Obser*e be( a constr!/ão da ,laca e*itando tril+as e( c!rto o! interro(,idas 1!e ,ode( ,re8!dicar o 2!nciona(ento do circ!ito. ara e4,eri(entar o circ!ito de,ois de (ontado e4iste( di*ersas ,ossibilidades_ Na 2ig!ra & te(os a liga/ão do circ!ito a !( interr!,tor 1!e ser*e de ,rod!tor de ,!lsos de contage(0 ,ara *eri2ica/ão de 2!nciona(ento do (?d!lo.

( circ!ito (el+or ,ara a ,ro*a de 2!nciona(ento 9 (ostrado na 2ig!ra = e( 1!e !sa(os !(  ,ara a ,rod!/ão de ,!lsos se( o ,erigo de transientes0 co(o ocorre co( a c+a*e.

1"&


Os transientes ,ode( 2a6er co( 1!e0 n!( 2ec+a(ento de c+a*e (ais e !( ,!lso se8a gerado e o dis,la YsalteV n(eros. ara aco,lar dois (?d!los o! (ais de (odo a ter !( contador de dois o! (ais d3gitos a liga/ão 9 (ostrada na 2ig!ra . Obser*e 1!e o (?d!lo (ais ,r?4i(o da entrada 9 o das !nidades0 o seg!inte o das de6enas0 e assi( ,or diante. A ali(enta/ão ,ara todos os (?d!los 9 co(!(.

1"'

NEWTON C. BRAGA

1ista de 8aterial Cl"% " &>$ " contador de d9cada TT@ Cl"# " >&>>& " decodi2icador BCD  & seg(entos TT@ D"% " Dis,la de & seg(entos R% ; R& " FF$ O+(s  %7= W " resistores
A%licação 1 - ,ontador de Ob
1"(


O ,otenciô(etro ,er(ite a8!star a sensibilidade do siste(a e( 2!n/ão da l!6 a(biente. O sensor 9 !( @DR co(!(0 e a ali(enta/ão 9 2eita co( !(a tensão de  5olts.

A%licação 2 - ,ron=$etro No*a(ente te(os !(  co(o base deste ,ro8eto <*e8a a 2ig!ra %%.

1#)

NEWTON C. BRAGA

O tri(,ot de*e ser a8!stado ,ara 1!e o oscilador  ten+a !(a 2re1!Qncia de % L6. O contador co( dois d3gitos contará então de O a  seg!ndos. Se o leitor a8!star a 2re1!Qncia ,ara % ,!lso a cada (in!to então o cronô(etro contará de $ a  (in!tos.

A%licação 3 - orteador O circ!ito da 2ig!ra %# ,er(ite sortear 1!al1!er n(ero de $ a  2or(ando assi( !( dis,ositi*o de loto ; ,ro*a de 2ra!des.

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