Colégio Metrópole
Curso Técnico Instrumentação e Automação
Industrial
Eletrônica Digital
Professor: David Maciel
1
Colégio Metrópole
VIASHOPPING BARREIRO - 4º Piso – Inverno
Tel.: 3322-8941– e-mail:
[email protected]
Curso Técnico em Instrumentação e Automação
Disciplina: Eletrônica Digital
Prof: David Maciel
E-mail: [email protected]
Sistemas Numéricos
Sistema Decimal
O sistema numérico ao qual estamos acostumados é o sistema
numérico decimal. Este sistema foi originalmente inventado pelos matemáticos
hindus aproximadamente em 400 d.C. Os árabes começaram a usar o sistema
em 800 d.C. aproximadamente, quando ficou conhecido como o Sistema
Numérico Arábico.
Após ele ter sido introduzido na comunidade da Europa por volta de
1200 d.C., o sistema logo adquiriu o título de "sistema numérico decimal".
Uma característica particular de um sistema numérico é a sua base.
A base indica o número de caracteres ou dígitos usados para
representar quantidades naquele sistema numérico. O sistema numérico
decimal tem base dez, pois são usados os dez dígitos de 0 até 9 para
representar quantidades. Quando um sistema numérico é usado onde à base
não é conhecida, um índice é usado para mostrar a base.
Por exemplo: o número 460310 é proveniente de um sistema numérico
com base dez.
Sistema Binário.
Como o próprio nome diz, um sistema binário contém apenas dois
elementos ou estados. Num sistema numérico isto é expresso como uma base
dois, usando os dígitos 0 e 1. Esses dois dígitos têm o mesmo valor básico de
0 e 1 do sistema numérico decimal.Devido a sua simplicidade,
microprocessadores usam o sistema binário de numeração para manipular
dados. Dados binários são representados por dígitos binários chamados "bits".
O termo "bit" é derivado da contração de "binary dígit". Microprocessadores
operam com grupos de "bits" os quais são chamados de palavras. O número
binário 1 1 1 0 1 1 0 1 contém oito "bits".
2
O agrupamento de bits possui as seguintes definições:
4 bits Nibble
8 bits Byte
16 bits Word
Conversão de um Número Decimal para Binário
Conversão de um Número Binário para Decimal
Sistema Hexadecimal.
O sistema binário é muito pouco compacto, são necessários muitos
dígitos para representar números relativamente pequenos, os que dificultam o
trabalho das pessoas que programam os computadores. Para solucionar este
problema usa-se freqüentemente o sistema de numeração hexadecimal, em
vez do binário.
3
Conversão de um número Decimal para Hexadecimal
Conversão de um número Hexadecimal para Decimal
Hexadecimal -> Decimal
3E8 = 3 x 162 + 14 x 161 + 8 x 160 = 768 + 224 + 8 = 1000, logo: (3E8)16 =
(1000)10.
Observação: O valor de E em hexadecimal é igual a 14.
Conversão de um número Binário para Hexadecimal
Para se converter de binário para hexadecimal, utiliza-se um
procedimento inverso à conversão hexadecimal -> binário, ou seja, agrupa-se o
número binário de 4 em 4 dígitos, da direita para a esquerda na parte inteira e
o substitui por seu equivalente hexadecimal conforme tabela.
4
Exemplo:
* (100101001000) = (?)16
1001 = 9, 0100 = 4, 1000 = 8 => 948(16).
Tabela BCD
O código BCD é um sistema de representação dos dígitos
decimais desde 0 até 9 com um código binário de 4 bits, ou seja, um nibble.
Esse código BCD usa o sistema de pesos posicionais 8421 do código binário
puro. Dessa forma é possível representar números decimais com apenas
nibbles.
Ex: 2946 = > 0010 1001 0100 0110
Analisando a tabela abaixo temos: 0010 = 2 1001 = 9 0100 = 4 0110 = 6
DECIMAL
00
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
13
14
15
BINÁRIO
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
BCD
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
0001 0000
0001 0001
0001 0010
0001 0011
0001 0100
0001 0101
Sinal Digital e Sinal Analógico.
Existem formas para definir um tipo de sinal, tratando de eletrônica
digital e eletrônica analógica.
Entende – se como sinal digital, um sinal que apenas possua dois estados
lógicos ou 0, ou 1, sendo esses iguais a 0V e 5V, ou baixo e alto
respectivamente.
O sinal analógico é o tipo de sinal que pode assumir qualquer valor ou
amplitude em função do tempo.
Ex: de 0V a 5V quantos valores podemos assumir: 0 , 0,5 , 0,8 0,85
......até 5V.
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Portas Lógicas
Porta AND
A porta AND combina dois ou mais sinais de entrada de forma
equivalente a um circuito em série, para produzir um único sinal de saída, ou
seja, ela produz uma saída 1, se todos os sinais de entrada forem 1; caso
qualquer um dos sinais de entrada for 0, a porta AND produzirá um sinal de
saída igual a zero.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
0
0
1
Porta OR (OU)
A porta OR combina dois ou mais sinais de entrada de forma equivalente a um
circuito em paralelo, para produzir um único sinal de saída, ou seja, ela produz
uma saída 1, se qualquer um dos sinais de entrada for igual a 1; a porta OR
produzirá um sinal de saída igual a zero apenas se todos os sinais de entrada
forem 0.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
1
1
1
6
Porta NAND
A porta NAND equivale a uma porta AND seguida por uma porta NOT, isto é,
ela produz uma saída que é o inverso da saída produzida pela porta AND.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
B
S
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Porta NOR
A porta NOR equivale a uma porta OR seguida por uma porta NOT, isto é, ela
produz uma saída que é o inverso da saída produzida pela porta OR.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
1
1
0
XOR
A porta XOR compara os bits; ela produz saída 0 quando todos os bits de
entrada são iguais e saída 1 quando pelo menos um dos bits de entrada é
diferente dos demais.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
0
1
1
0
7
XNOR
XNOR significa NOR exclusivo e é uma porta XOR com sua saída
invertida. Dessa forma, sua saída será igual a “1” quando suas entradas
possuírem o mesmo valor e “0” quando elas forem diferentes. A operação
XNOR é representada pelo símbolo (·) e sua fórmula pode ser resumida
através da fórmula Y = A (·) B. Você pode ver o símbolo da porta lógica XNOR
na Figura 20 e sua tabela verdade mais abaixo.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
0
0
1
NOT.
Porta inversora, qualquer nível em sua entrada seja ela OV ou 5 v terá sua
saída invertida.
Circuito Lógico e Expressão
Tabela Verdade
A
0
0
1
1
A’
1
0
0
1
BUFFER.
Porta lógica com função de aumentar a corrente do sinal observe que o sinal
que entra é o mesmo que sai.
Expressão = (A = Q)
A
1
0
Q
1
0
8
Expressões booleanas
Para cada tipo de porta lógica podemos determinar sua expressão booleana,
com recursos matemáticos.
Função lógica
AND
OR
NAND
NOR
XOR
XNOR
NOT
BUFFER
Equação Booleana
Y= A.B
Y = A+B
Y= (A.B)’
Y= (A+B)’
Y = (A+B).(A.B)’
Y= ((A+B).(A+B)’)’
Y = (A)’
Y= A
LEGENDA: ‘ : SIGNFICA INVERSO.
Obtenção do circuito lógico através da Expressão Booleana
Podemos obter um circuito lógico a partir de uma expressão booleana
qualquer. O procedimento para resolução do problema consiste em se
identificar às portas lógicas a partir das funções básicas que aparecem na
expressão e desenhá-las com as respectivas ligações a partir das variáveis de
entrada. Deve-se respeitar a hierarquia das operações para que o circuito
lógico realize fielmente a expressão desejada. Como exemplo, vamos obter o
circuito lógico que gera a função lógica dada a seguir:
Primeiro, identificamos na expressão as operações prioritárias:
Depois, utilizamos os blocos lógicos que já conhecemos que realizam essas
operações:
9
Obtenção da Expressão Lógica através da Tabela Verdade
Regra da Soma de Produtos
Vamos analisar a tabela verdade abaixo:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
1
0
0
Observe as saídas S , que são iguais a 1, elas são válidas apenas para as
seguintes situações:
A e B
ou A e B , assim :
S = A.B + A. B
O processo é válido para qualquer número de variáveis de entrada, e pode ser
aplicado seguindo a seguinte ordem:
1. Verificar as combinações na entrada para qual a saída é um.
2. Expressar as combinações acima com uma função AND entre as entradas,
colocando “barradas” as entradas iguais a zero.
3. Fazer a operação OR, dos termos encontrados acima.
Circuito Lógico – Soma dos Produtos
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Regra do Produto das Somas
Vamos analisar a tabela verdade abaixo:
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
1
1
0
0
Observe as saídas S, que são iguais a 0, elas são válidas apenas para as
seguintes situações:
A ou B e A ou B , assim temos a seguinte expressão de saída:
S = ( A + B . A+B )
Agora para ambas situações, basta apenas a partir da expressão do circuito
fazer o desenho lógico para a tabela verdade.
Circuito Lógico – Produto das Somas.
11
Codificadores
Circuito combinacional que torna possível a passagem de informações de um
tipo para outro não conhecido. A exemplo a calculadora que possui um teclado
com informações decimais, onde para realização dos cálculos os valores de
entrada são transformados em saídas binárias para que o circuito interno faça
as operações.
Codificador Decimal Binário
Funcionamento: Para cada chave pressionada o circuito integrado realiza a
codificação como saída em BCD.
A
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
SAÍDAS - BCD
B
C
0
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
0
0
CHAVE
D
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Observem que a chave SW0, não está conectada pois de acordo com o circuito
lógico a saída sempre será 0, mesmo a chave 0 sendo pressionada nesse caso
temos um caso de irrelevância.
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Decodificadores
Circuito combinacional que torna possível a passagem de um código
desconhecido para um conhecido, mais prático ou menor.
Decodificador Binário – Decimal.
Realiza o processo inverso do codificador decimal – binário, ou seja , seleciona
uma saída decimal de acordo com a entrada binária.
Observe a tabela :
Observe que de acordo com a entrada BCD, o decodificar coloca a saída
corresponde em nível lógico, baixo.
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Decodificador – BCD - Display 7 Segmentos.
Uma das maneiras mais usadas para mostrar dados numéricos e alfas
numéricos em eletrônica digital é através de um 'display de 7-segmentos'
constituído por um arranjo de diodos emissores de luz (LEDS), sendo um diodo
para cada segmento.Os diodos no arranjo podem ser conectados como cátodocomum (common-cathode) ou anôdo-comum (common-anode), como mostra a
figura. No 'display' cátodo-comum todos os cátodos dos diodos são conectados
a 0V ou a terra.Os segmentos individuais são acesos aplicando-se uma tensão
positiva no anôdo do diodo do segmento desejado.Para o 'display' anôdocomum, todos os anôdos são curto-circuitados e ligados em Vcc, em geral 5V.
Então, um segmento individual pode ser aceso pela aplicação de 0 v no cátodo
do diodo do segmento selecionado.
Decodificador BCD – Display 7 Segmentos.
A cada número (entrada BCD) os leds devem ser projetados para (acendendo
ou apagando) assumir o formado do número de entrada.
Observe a tabela verdade do decodificador BCD – 7 Segmentos.
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A
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
1
1
B
C
D
BINARIOHEX
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
2
0
1
1
3
1
0
0
4
1
0
1
5
1
1
0
6
1
1
1
7
0
0
0
8
0
0
1
9
0
1
0
A
0
1
1
B
1
0
0
C
1
0
1
D
1
1
0
E
1
1
1
F
Tabela verdade decodificador BCD-7segmentos.
Multiplexadores
Circuito lógico combinacional, conhecido também como Mux, capaz de torna
duas ou mais entradas em uma única saída.
Diagrama de representação
Mux de dois canais
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Tabela Verdade
Funcionamento
Quando A assume valor lógico “zero” habilitamos a leitura da entrada E0.
Quando A assume valor lógico “um’” habilitamos a leitura da entrada E1.
Mux de 4 Canais
Tabela Verdade
Funcionamento
Quando A assume valor lógico “zero” e B também, habilitamos a leitura da
entrada E0.
Quando A assume valor lógico “zero’” e B assume valor lógico “um” habilitamos
a leitura da entrada E1.
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Quando A assume valor lógico “um’” e B assume valor lógico “zero” habilitamos
a leitura da entrada E2.
Quando A assume valor lógico “um’”e B assume valor lógico “um” habilitamos a
leitura da entrada E3.
Demultiplexadores
Circuito lógico combinacional, conhecido também como Demux, capaz de
tornar uma entrada em várias saídas.
Diagrama de representação
Demultiplexador de 2 Canais.
Tabela Verdade
Funcionamento
Quando A assume estado lógico igual a “zero” S0 assume o valor da entrada E,
e S1 assume estado lógico igual a “zero”.
Quando A assume estado lógico igual a “um’ S1 assume o valor da entrada E,
e S0 assume estado lógico igual a “zero”.
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Demultiplexador de 4 Canais
Tabela Verdade
Funcionamento
Quando A e B assumem valor lógico igual a “zero”, S0 recebe o valor de E, S1,
S2 e S3 assumem estado lógico igual a “zero”
Quando A assume valor lógico igual a “zero” e B assumem valor lógico igual a
“um”, S1 recebe o valor de E, S0, S2 e S3 assumem estado lógico igual a
“zero”.
Quando A assume valor lógico igual a “um” e B assume valor lógico igual a
“zero”, S2 recebe o valor de E, S0, S1 e S3 assumem estado lógico igual a
“zero”.
Quando A assume valor lógico igual a “um” e B assume valor lógico igual a
“um”, S3 recebe o valor de E, S0, S1 e S2 assumem estado lógico igual a
“zero”.
18
Flip – Flop
O campo de eletrônica é basicamente dividido em duas áreas:
- Lógica Combinacional: Apresentam saída única e exclusivamente
dependente das variáveis de entrada.
- Lógicas Seqüenciais: Apresentam saída dependente das variáveis de
entrada e/ou de seus estados anteriores que permanecem armazenados.
O flip-flop é um dispositivo que possui dois estados estáveis. Para o flip-flop
assumir um desses estados é necessário que haja uma combinação das
variáveis e de um pulso de controle, chamado “clock”. Após este pulso, o flipflop permanecerá nesse estado até a chegada de um novo pulso de controle e,
então, de acordo com as variáveis de entrada, permanecerá ou mudará de
estado.
Flip – Flop Tipo D
Este dispositivo também constitui uma célula de memória básica, pode ser
construído, também à custa de lógica combinatória e tem a capacidade de
guardar um valor lógico (um bit) que naturalmente pode assumir os valores '0'
ou '1'.
Vamos começar por abordar a tabela de verdade e o modo de funcionamento
duma Flip-Flop D. A tabela de verdade é mostrada a seguir:
E
D
Q
0
x
Q*
Q
Q*
1
0
0
1
1
1
1
0
Tal como podemos inferir da tabela de verdade sempre que a entrada E
(ENABLE) for 0 esta LATCH memoriza o estado anterior, seja ele qual for, '0'
ou '1'. Tal é representado na saída Q pelo símbolo Q*.
Quando a entrada E assumir o valor lógico '1', a saída Q é sempre igual à
entrada D (DATA), independentemente do valor do estado anterior.
Facilmente se depreende da análise do circuito que quando E=1, o valor D
transparece para Q; e quando E=0, o último valor assumido por Q é
memorizado através da realimentação da saída para a entrada número 0 do
MULTIPLEXER. Como tal esta implementação respeita a tabela de verdade
apresentada para o dispositivo.
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Quando E=1, o valor da saída Q será igual ao valor da entrada D, senão
vejamos:
Se D=1, temos S=1 e R=0, o que provoca o aparecimento de 1 na saída Q.
Se D=0, temos S=0 e R=1, o que provoca o aparecimento de 0 na saída Q.
Finalmente vamos apresentar o símbolo lógico utilizado para
representar o flip flop tipo D, ou como também é conhecido este
dispositivo, um Flip-Flop tipo D. O símbolo é mostrado na figura abaixo:
Símbolo lógico dum Flip-Flop D-Latch
Por vezes este dispositivo é identificado também como Flip-Flop DLatch. No entanto este termo "Flip-Flop" é utilizado para identificar vários
dispositivos de lógica seqüencial, e indica essencialmente, que se trata de
dispositivos que "oscilam" entre dois estados.
Flip-Flop J K
O Flip Flop é um circuito digital que necessita de uma freqüência de trabalho e
de sinais de entrada no caso J e K. Esse tipo de flip flop e conhecido como S
R, vindo da definição de um estado combinatório de suas entradas sendo SET
e RESET.
Segue abaixo ilustração do Flip Flop J K e sua tabela verdade.
20
•
•
•
•
J=K=0:
o As portas 1A e 1B desabilitadas; o relógio não muda o estado do
flip-flop
J=0, K=1:
o Se Q=0, a porta 1A desabilitada, a porta 1B desabilitada; o relógio
não muda o estado do flip-flop
o Se Q=1, a porta 1A desabilitada, a porta 1B habilitada; o relógio
muda o estado do flip-flop para RESET
J=1, K=0:
o Se Q=0, a porta 1A habilitada, a porta 1B desabilitada; o relógio
muda o estado do flip-flop para SET
o Se Q=1, a porta 1A desabilitada, a porta 1B desabilitada; o relógio
não muda o estado do flip-flop
J=K=1:
o Se Q=0, a porta 1A habilitada, a porta 1B desabilitada; o relógio
muda o estado do flip-flop para SET
o Se Q=1, a porta 1A desabilitada, a porta 1B habilitada; o relógio
muda o estado do flip-flop para RESET
Então, para J=K=1, a cada ciclo de relógio o estado do flip-flop JK se
altera(chaveia), se está SET vai pra RESET; se está RESET irá para SET. A
tabela verdade não tem nenhuma combinação de entrada identificada como
"não usada".
Flip Flop RS
São circuitos combinacionais que podem ser configurados conforme circuito
lógico abaixo:
S
Q
Q’
R
21
Observe a tabela verdade desse flip-flop:
S
0
0
1
1
R
0
1
0
1
Q
QA
0
1
X
A saída do circuito se altera de acordo com as entradas , observe que quando
a entrada for 1 em S e 1 em R , o valor de Q, será indefinido. E quando S e R
iguais a zero , a saída Q será igual a QA, ou seja 0, e Q´ = 1.
Flip Flop Tipo T
A partir da configuração de um flip flop JK, podemos ter um FLIP-FLOP tipo T,
conforme desenho abaixo:
T
0
0
1
1
Q
0
1
0
1
Q’
0
1
1
0
O flip-flop tipo T tem uma única entrada (T) que obriga o flip-flop chavear
quando a T estiver ativa, e o flip-flop não responde quando a T estiver inativa.
Contadores
Contadores são sistemas derivados da interligação de flip – flops que fazem a
contagem, de números em função de um tempo.
Esse tempo é mais tecnicamente conhecido como clock, ele determina o tempo
de passagem de uma contagem para outra.
Clock: Do inglês relógio, em sistemas digitais significa freqüência de transição
de um estado para outro.
22
O clock e responsável pela velocidade de uma determinada função em um
sistema digital, a exemplo o processador de um microcomputador, quanto mais
veloz maior é o seu clock.
Ex: 1 em 1 segundo o clock deve ter a freqüência de ?
F= 1 / T onde t = tempo.
Então: 1/1 = 1 HZ (HERTZ).
Isso significa que para um estado de transição de um em um segundo temos
que ter um 1HZ de clock.
Unidades de Freqüência
Hz = 1Hertz
kHz = 1000 Hertz = 1X10 exp3.
Mhz = 1000000 Hertz= 1x10exp6.
Contador em Anel.
O contador em anel é o mais simples dos contadores síncronos e consiste de
um registrador de deslocamentos para direita, onde a saída do último flip-flop é
realimentada para a entrada do primeiro flip-flop.
Esquema de ligação contador em anel
A seqüência de contagem é dada pelo estado de set e reset assumido pelos
flip-flop. Após o último estado o contador assume a origem inicial recomeçando
a contagem novamente.
23
Contador Johnson.
O contador em anel Johnson consiste do mesmo esquema do contador
em anel sendo que a saída complementada do último flip-flop é realimentada
para entrada do primeiro flip-flop.
Esse tipo de contador, e considerado um contador em anel que não
necessita de uma habilitação, os flip flops vão de set para reset, fazendo assim
a contagem em anel, ou seja, ele inicia em 0 e após assumir 4 estados ele
retorna ao estado inicial 0.
Esquema de ligação contador Johnson.
Contador Binário
Esse tipo de contador funciona da seguinte maneira, a cada dois ciclos de
clock , o flip flop vai de set para reset e ativa um novo pulso de clock no flip flop
seguinte.
Como o efeito e um efeito cascata a cada ciclo de clock têm uma saída binária
diferente.
Exemplo Contador 0 a 7
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Definição do número de contadores
O contador e definido sempre na base de 2expn, ou seja, se precisarmos fazer
um contador de 0 a 7 quantos flip flops vamos precisar.
2expN = 2exp3 = 8.
Como cada contador possui 02 estados de saída precisamos para um
combinação de 0 a 8 de 3 flip flops.
Registradores
É um circuito combinacional formado por n flip-flops, de modo a poder
armazenar simultaneamente (e de maneira independente) n bits. Trata-se de
um tipo de elemento de armazenamento básico: um processador possui um
conjunto de registradores que pode variar de três a algumas dezenas. A
existência de registradores dentro do processador acelera o processamento,
pois os dados que estão sendo manipulados ficam armazenados próximo dos
recursos de processamento (ULA, por exemplo), o que reduz os acessos feitos
à memória.. A figura abaixo mostra um registrador de 4 bits feito com flip-flops
D (disparados pela borda ascendente).
Registradores Paralelos
Note que cada flip-flop é responsável pelo armazenamento de um bit, seguindo
a notação posicional, e que cada bit possui um caminho independente dos
demais, tanto para entrada como para a saída. Por isso, o registrador é dito "de
carga paralela". Um registrador funciona como uma barreira: os dados
disponíveis nas entradas D0, D1, D2 e D3 somente serão copiados quando o
sinal de relógio (CK, no caso) passar por uma borda ascendente. Os valores
copiados quando da passagem de uma borda ascendente permanecerão
armazenados pelos flip-flops até a ocorrência da próxima borda ascendente.
Isto deixa o registrador imune a eventuais mudanças indesejadas dos sinais
representados por D0, D1, D2 e D3. O valor armazenado num flip-flop qualquer
está sempre presente na sua saída Q. Isto quer dizer que o dado armazenado
no registrador pode ser consultado por outro recurso de hardware a qualquer
tempo, desde que haja um caminho físico (i.e., um conjunto de fios) entre a
saída do registrador e a entrada do outro elemento.
25
Registrador de 4 bits – Paralelo
Registrador Série
Uma operação muito importante na aritmética binária é o deslocamento de bits.
Essa operação consiste em deslocar o conteúdo de um flip-flop para o seu
adjacente. A operação pode se dar da esquerda para a direita (deslocamento à
direita) ou da direita para a esquerda (deslocamento à esquerda). No primeiro
caso, cada flip-flop recebe o conteúdo do seu vizinho imediatamente à
esquerda. O flip-flop mais à esquerda recebe o dado de uma "fonte" externa
pela "entrada serial". Já o conteúdo do flip-flop mais à direita é descartado. No
segundo caso, cada flip-flop recebe o conteúdo do seu vizinho imediatamente à
direita. O flip-flop mais à direita recebe o dado de uma "fonte" externa pela
"entrada serial". Já o conteúdo do flip-flop mais à esquerda é descartado.
Registrador de 4 bits – Serial Deslocamento a Direita
26
Registrador de 4 bits – Serial Deslocamento a Esquerda
Conversores Analógicos – Digitais (ADC)
Em circuitos digitais, muitas vezes é necessário converter sinais analógicos
para sinais digitais.
Isso tipo de conversão é extremamente comum, é uma técnica utilizada em
sistemas de processamentos digitais que em diversas vezes não conseguem
interpretar um valor expressado no meio externo analogicamente.
Exemplo: Um sistema de medição de bateria 9V para um determinado
equipamento, onde necessitamos indicar quando essa bateria necessita ser
trocada.
Vamos utilizar um conversor de 8 bits nesse caso, onde teremos as seguintes
situações:
2exp n = 8 n= 2 exp8 = 256 valores diferentes.
Valor mínimo informado.
Vm= 9/256 = 35,29411765mv.
Isso significa que cada passo de leitura desse conversor de 8 bits é de
35,29411765mV.
Conversão.
Tensão (MV)
0
35,29411765mv
70,5882353mv
Valor Decimal
0
1
2
Valor em bits
00000000
00000001
00000010
Essa tabela e preenchida até que seja atingindo o valor decimal 255, onde
teremos 9000 mV de tensão medida e o valor em bits será de 11111111.
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Conversor Digital – Analógico (DAC)
E a relação contrária se tivéssemos um sinal digital e quiséssemos saber o seu
valor analógico.
O valor Binário lido deve ser convertido para decimal, em seguida o valor
decimal deve ser multiplicado pelo valor proporcional a cada bit.
Exemplo:
Tensão (MV)
9000
Valor Decimal Valor em Bits
255
11111111
11111111 = 255 em decimal.
Considerando o valor proporcional do conversor de 8bits para 9 v, basta
multiplicar o valor decimal 255 X 35,29411765mv = 9000 MV ou seja 9V.
Chegamos dessa forma ao valor máximo de leitura muito próximo de 9 v.
Memórias
As memórias são as responsáveis pelo armazenamento de dados e instruções
em forma de sinais digitais em computadores. Para que o processador possa
executar suas tarefas, ele busca na memória todas as informações necessárias
ao processamento.
Memória ROM
ROM é a sigla para Read Only Memory (memória somente de leitura). Já pelo
nome, é possível perceber que esse tipo de memória só permite leitura, ou
seja, suas informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após isso
não podem ser alteradas ou apagadas, somente acessadas. Em outras
palavras, são memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente. Existem
três tipos básicos de memória ROM: PROM, EPROM e EAROM:
•
•
PROM (Programmable Read Only Memory) - um dos primeiros tipos de
memória ROM, o PROM tem sua gravação feita por aparelhos especiais
que trabalham através de uma reação física com elementos elétricos. Os
dados gravados na memória PROM não podem ser apagados ou
alterados;
EPROM (Electrically Programmable Read Only Memory) - esse é um
tipo de memória ROM geralmente usado para armazenar a BIOS do
computador. A tecnologia EPROM permite a regravação de seu
conteúdo através de equipamentos especiais como exposição à luz
ultravioleta.
28
•
EAROM (Electrically Alterable Read Only Memory) - são memórias
similares à EPROM. Seu conteúdo pode ser apagado aplicando-se uma
tensão específica os pinos de programação (daí o nome "electrically
alterable - alteração elétrica");
Memória RAM
RAM é a sigla para Random Access Memory (memória de acesso aleatório).
Este tipo de memória permite tanto a leitura como a gravação e regravação de
dados. No entanto, assim que elas deixam de ser alimentadas eletricamente,
ou seja, quando o usuário desliga o computador, a memória RAM perde todos
os seus dados. Existem 2 tipos de memória RAM:
- DRAM (Dynamic Random Access Memory): são as memórias do tipo
dinâmico e geralmente são armazenadas em cápsulas CMOS (Complementary
Metal Oxide Semicondutor). Memórias desse tipo possuem capacidade alta,
isto é, podem comportar grandes quantidades de dados. No entanto, o acesso
a essas informações costuma ser mais lento que o acesso a memórias
estáticas. As memórias do tipo DRAM costumam ter preços bem menores que
as memórias do tipo estático. Isso ocorre porque sua estruturação é menos
complexa, ou seja, utiliza uma tecnologia mais simples, porém viável;
- SRAM (Static Random Access Memory): são memórias do tipo estático. São
muito mais rápidas que as memórias DRAM, porém armazenam menos dados
e possuem preço elevado se compararmos o custo por MB. As memórias
SRAM costumam ser usadas em chips de cache.
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