UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGNHARIA ELÉTRICA COLEGIADO DO CURSO DE ENGNHARIA ELÉTRICA PLANO DE CURSO DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL CÓDIGO: GEE27
PERÍODO/SÉRIE:
CH TEÓRICA:
CH PRÁTICA:
CH TOTAL:
2
2
4
PROFESSOR:
6o.
OBRIATÓRIA: ( X )
Carlos Augusto Bissochi Junior
TURMA: OPTATIVA: ( )
ANO/SEMESTRE: 2006/2
EMENTA DA DISCIPLINA Funções e portas lógicas, álgebra de Boole e simplificação de circuitos lógicos, projetos de circuitos lógicos, códigos, circuitos codificadores/decodificadores, circuitos aritméticos, circuitos multiplexadores/demultiplexadores fazem parte dos estudos abordados pela Eletrônica Digital combinacional. Os flip-flops iniciam os estudos a respeito dos circuitos digitais seqüenciais, onde os registradores e contadores são temas abordados. Estudam-se ainda as memórias e os conversores digital-analógico/analógico-digital. A disciplina introduz conceitos a respeito de FPGAs e realiza um treinamento prático com kits didáticos sobre os temas descritos.
JUSTIFICATIVA O termo digital tornou-se parte do vocabulário diário devido ao modo intenso pelo qual os circuitos digitais e as técnicas digitais passaram a ser amplamente utilizados em quase todas as áreas. Desta forma, o aluno matriculado na disciplina de Eletrônica Digital descobrirá os princípios, os conceitos e as operações fundamentais que são comuns aos sistemas digitais, desde uma simples chave liga/desliga até o mais complexo computador.
OBJETIVOS DA DISCIPLINA Objetivo Geral: Ao final do curso o aluno será capaz de distinguir representações digitais e analógicas, projetar circuitos lógicos combinacionais e seqüenciais otimizados visando um aprendizado que lhe permita entender às recentes inovações tecnológicas da área de Eletrônica Digital.
Objetivos Específicos: 1. Funções e Portas Lógicas Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Descrever a operação e a construção das tabelas verdades das portas lógicas - Desenhar os diagramas de tempo para os diversos circuitos lógicos das portas - Escrever as expressões Booleanas para as portas lógicas e suas combinações - Implementar circuitos lógicos usando as portas lógicas básicas
2. Álgebra de Boole e simplificação de circuitos lógicos Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Avaliar o potencial da álgebra Booleana na simplificação de circuitos lógicos complexos - Usar os teoremas de DeMorgan na simplificação de expressões lógicas
- Usar o mapa de Karnaugh como ferramenta para simplificação de circuitos lógicos
3. Projetos de circuitos combinacionais Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Aplicar a metodologia de projeto de circuitos lógicos com o objetivo de resolver determinados problemas de ordem prática
4. Circuitos codificadores e decodificadores Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Analisar e usar decodificadores e codificadores em diversos tipos de aplicações - Projetar circuitos decodificadores para display de sete segmentos
5. Circuitos aritméticos Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Explicar a operação dos somadores e subtratores - Manipular números binários com sinal usando o sistema de complemento de 2 - Descrever as operações básicas de uma unidade lógica aritmética
6. Famílias de circuitos lógicos Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Ler e compreender a terminologia dos CIs digitais - Descrever as principais características das famílias TTL e MOS - Determinar o fan-out para um determinado dispositivo lógico - Usar dispositivos lógicos com saídas de coletor aberto e tristate - Interligar circuitos digitais de diferentes famílias
7. Flip-Flops, registradores e contadores Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Construir um flip-flop com portas NAND ou NOR e analisar seu funcionamento - Desenhar a forma de onda de saída dos diversos flip-flops em resposta aos sinais de entrada - Entender o funcionamento dos flip-flops disparados por transição - Projetar circuitos registradores de contadores - Descrever a diferença entre sistemas síncronos e assíncronos - Compreender as principais diferenças entre as transferências serial e paralela de dados
8. Circuitos Multiplexadores, demultiplexadores e memórias Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Compreender a operação de multiplexadores e demultiplexadores - Descrever a diferença entre memória de leitura/escrita e memória apenas de leitura - Descrever a diferença entre memória volátil e não-volátil - Determinar a capacidade de um dispositivo de memória a partir de suas entradas e saídas
9. Conversores digital/analógico (DACs) e analógico/digital (ADCs) Após o desenvolvimento deste tópico o estudante deverá demonstrar competências e habilidades para: - Compreender a teoria de operação e as limitações de diversos tipos de DACs e entender as diversas especificações dos fabricantes - Comparar as vantagens de desvantagens entre os ADCs de rampa dupla, de aproximações sucessivas e do tipo flash
10. Introdução à lógica Programável - As FPGAs não serão abordadas neste semestre (2006/2).
METODOLOGIA Técnicas de ensino que serão utilizadas: Aulas expositivas Recursos didáticos: Quadro e giz Recursos audiovisuais: Retroprojetor Cronograma das atividades Curriculares: Dia Conteúdo Programático e Atividades Curriculares 23/10
30/10
Turmas A, B e C – Apresentação do Laboratório e do Kit Didático Apresentação do Plano de Ensino e da Disciplina: data das provas, normas para apresentação dos trabalhos, bibliografia, entre outros assuntos Turmas A, B e C - Laboratório I: Portas Lógicas
31/10
Funções e Portas Lógicas
06/11
Turmas A, B e C - Laboratório II: Simplificação por Álgebra de Boole
07/11
Álgebra de Boole e simplificação de circuitos lógicos
13/11
Turmas A, B e C – Laboratório III: Famílias lógicas e circuitos integrados
14/11
Álgebra de Boole e simplificação de circuitos lógicos – Mapas de Karnaugh
20/11
28/11
Turmas A, B e C – Laboratório III – continuação Álgebra de Boole e simplificação de circuitos lógicos – Mapas de Karnaugh – continuação Turmas A, B e C – Laboratório IV: Projeto de circuitos combinacionais e mapas de Karnaugh PRIMEIRA AVALIAÇÃO SEMESTRAL
04/12
Turmas A, B e C – Laboratório V: Circuitos Aritméticos
05/12
Projeto de circuitos combinacionais
11/12
Turmas A, B e C – Laboratório VI: Multiplexadores
12/12
Circuitos codificadores e decodificadores
18/12
Turmas A, B e C – Laboratório VII: Estudo de um flip-flop do tipo JK
19/12
Circuitos codificadores e decodificadores – Display de 7 segmentos
08/01
Turmas A, B e C – Laboratório VIII: Contador assíncrono
09/01
Circuitos aritméticos
15/01
Turmas A, B e C – Laboratório IX: Contador síncrono
16/01
SEGUNDA AVALIAÇÃO SEMESTRAL
22/01
Turmas A, B e C – Avaliação de laboratório – PROVA PRÁTICA
23/01
Estudo dos Flip-Flops
29/01
Turmas A, B e C: Estudo sobre as memórias
30/01
Registradores
05/02
Turmas A, B e C: Estudo dos conversores D/A
06/02
Contador assíncrono
12/02
Turmas A, B e C: Estudo dos conversores A/D
13/02
Contador síncrono
24/10
21/11 27/11
26/02
Turmas A, B e C – Avaliação de laboratório – PROVA TEÓRICA
27/02
TERCEIRA AVALIAÇÃO SEMESTRAL
AVALIAÇÃO As avaliações serão constituídas de três exames escritos e duas provas de laboratório, que serão realizadas nas seguintes datas: - Primeiro exame: 28 de novembro de 2006. Valor: 20 pontos - Segundo exame: 16 de janeiro de 2006. Valor: 25 pontos - Terceiro exame: 27 de fevereiro de 2006. Valor: 25 pontos - Avaliação de laboratório – PROVA PRÁTICA: 22 de janeiro de 2006. Valor: 15 pontos - Avaliação de laboratório – PROVA TEÓRICA: 26 de fevereiro de 2006. Valor: 15 pontos
BIBLIOGRAFIA 1. Livros texto 1. TOCCI, RONALD J. & WIDMER, NEAL S. Sistemas Digitais. Princípios e Aplicações. 8a edição. São Paulo. Prentice Hall, 2003. 2. IDOETA, IVAN V. & CAPUANO, FRANCISCO G. Elementos de Eletrônica Digital. 28a edição. São Paulo. Editora Érica, 1998. 2. Bibliografia complementar 1. MALVINO, ALBERT P. & LEACH, DONALD P. Eletrônica Digital: Princípios e Aplicações. Tradução: Carlos Richards Jr. Revisão técnica: Antônio Pertence Jr. São Paulo. McGraw-Hill, 1987. Vol. I - Lógica Combinacional eVol. II – Lógica Sequencial. 2. TAUB, D.S. Digital Integrated Electronics. McGraw-Hill, 1977. 3. SEDRA, S. & SMITH, K.C. Microelectronic Circuits. Oxford University Press, 1998. 4. MILLMAN, A. GRABEL. Microelectronics. McGraw-Hill, 1987.
APROVAÇÃO Aprovado em reunião do Colegiado do Curso de Engenharia Elétrica Em ___/____/______ _____________________________________ Coordenador do curso
