Análise de Circuitos Digitais – Exercícios
Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva
LISTA DE EXERCÍCIOS
• Famílias Lógicas:
1. O que são famílias lógicas?
R.: Conjunto de circuitos integrados com características similares.
2. Quais as principais famílias lógicas de circuitos integrados digitais?
R.: TTL e MOS.
3. Quais características de um circuito integrado podem identificar uma família
lógica?
R.: Tensão de alimentação, valores de tensão para os níveis lógicos alto e
baixo, tecnologia de fabricação, tipo de transistor utilizado para o
chaveamento, velocidade de operação,....
4. Por quê, para o nível lógico baixo de um sinal digital, é mais importante a
especificação do valor máximo da tensão do que o seu valor mínimo?
R.: Porque acima do seu valor máximo o sinal não especifica mais o nível
lógico baixo (pode se encontrar com valor entre o nível lógico baixo e o alto ou
no nível lógico alto).
5. Por quê, para o nível lógico alto de um sinal digital, é mais importante a
especificação do valor mínimo da tensão do que o seu valor máximo?
R.: Porque abaixo do seu valor mínimo o sinal não especifica mais o nível
lógico alto (pode se encontrar com valor entre o nível lógico alto e o baixo ou
no nível lógico baixo).
6. O que é fan-out de um circuito integrado?
R.: Número máximo de entradas digitais que podem ser conectadas à(s)
sua(s) saída(s), determinado pela corrente máxima que o circuito pode
fornecer na sua saída.
7. Em uma família lógica, as entradas dos circuitos consomem uma corrente de
20mA no nível lógico alto e -2mA no nível lógico baixo. A capacidade máxima
de corrente em cada saída no nível lógico alto é de 100mA. Qual o fan-out
desta família lógica?
R.: Se as saídas dos circuitos desta família lógica podem fornecer no máximo
100mA, então é possível alimentar no máximo 5 entradas digitais que
consomem 20mA cada (fan-out=5).
8. No que a margem de ruído pode influir em um circuito integrado?
R.: Pode alterar o nível lógico apresentado em uma entrada não conectada do
circuito.
9. Por que o produto velocidade x potência deve ser levado em conta nos
circuitos lógicos?
R.: Quanto maior a velocidade de comutação do circuito, maior o chaveamento
dos componentes deste circuito e maior a dissipação de potência. Assim,
quanto mais veloz o circuito maior sua temperatura de operação, o que pode
levar à queima do mesmo. Os melhores circuitos são aqueles que apresentam
alta velocidade com menor dissipação de potência.
10. Por que o retardo na propagação influi no desempenho de circuitos lógicos
mais complexos?
Cefet/PR – Cornélio Procópio
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R.: Porque o tempo de retardo de propagação de cada um dos componentes
de um circuito integrado, somados, determinam a velocidade de operação do
circuito inteiro.
11. Quais as principais diferenças entre o encapsulamento plástico e o SMD
para circuitos integrados?
R.: O encapsulamento plástico é mais barato e empregado em circuitos
integrados para inserção manual em placas de circuito impresso, enquanto o
encapsulamento SMD é menor e seus terminais repousam sobre a superfície
das trilhas, não sendo necessário a perfuração da placa de circuito impresso
para a inserção dos terminais do circuito integrado, sendo executada via
máquina.
12. Quais as vantagens e desvantagens entre a família de circuitos lógicos
MOS e TTL?
R.: A família lógica MOS, por utilizar transistores do tipo MOSFET, consome
menos energia para a comutação das portas lógicas, permite menor
miniaturização e maior fan-out, porém é mais lenta. A família lógica TTL utiliza
transistores bipolares, cujo chaveamento é mais rápido mas a sua operação
exige a polarização, que consome corrente pela base e conseqüentemente
mais energia e os circuitos de polarização não permitem maior miniaturização.
13. Quais as vantagens de se utilizar o FET na família MOS?
R.: Menor consumo de energia pela operação via efeito de campo.
14. Por que o fan-out de um circuito MOSFET é alto?
R.: Porque as portas dos MOSFETS não consomem corrente, pois atuam
somente pelo efeito do campo elétrico produzido pela tensão, sendo possível
conectar diversas entradas de FETS (portas) à uma única saída.
• Flip-flops:
15. Qual a função do estado interno em um circuito seqüencial?
R.: Realimentar as saídas do circuito seqüencial às suas entradas,
resultando no armazenamento do estado anterior das saídas, que
influenciam nos valores das entradas e conseqüentemente no estado futuro
da mesmas saídas.
16. Qual a diferença entre um circuito combinacional e um circuito seqüencial?
R.: O circuito combinacional modifica os valores das suas saídas conforme
os valores das entradas e no circuito seqüencial o valor das saídas depende
dos valores das entradas e do valor anterior das mesmas saídas.
17. Cite uma função do flip-flop.
R.: Armazenamento do valor de um bit.
18. Como o flip-flop armazena uma informação?
R.: Através do estado interno, ou seja, da realimentação de suas saídas.
19. Por que o flip-flop também é chamado de biestável?
R.: Porque suas saídas se mantém somente em dois valores possíveis:
nível lógico alto (“1”) ou nível lógico baixo (“0”).
20. Qual as funções das entradas “R” e “S” em um flip-flop RS?
R.: Modificar ou não os valores das saídas Q e Q .
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21. Qual combinação de valores nas entradas SET e RESET de um flip-flop é
proibida?
R.: Nível lógico baixo (“0”) nas duas entradas ao mesmo tempo.
22. O que acontece com as saídas de um flip-flop quando as entradas SET e
RESET estiverem no nível lógico alto?
R.: Os valores em suas saídas (Q e Q ) não são modificados.
23. Quais os valores estáveis das saídas de um flip-flop RS quando a entrada
SET está no nível lógico alto e a saída RESET está no nível lógico baixo?
R.: Saída Q no nível lógico alto (“1”) e saída Q no nível lógico baixo (“0”).
24. Quais os valores intermediários das saídas de um flip-flop quando as
entradas SET e RESET estão nos níveis lógicos alto e baixo respectivamente
e as saídas Q e Q estão nos níveis lógicos baixo e alto?
R.: A entrada R, no nível lógico baixo, faz com que a saída da sua respectiva
porta lógica NAND (Q) mude seu valor para o nível lógico alto, e
momentaneamente o flip-flop tem ambos os valores nas saídas Q e Q no nível
lógico alto. Após o processamento das entradas da porta lógica da entrada S,
as saídas permanecem com os valores nos níveis lógicos alto e baixo para Q e
Q.
25. Qual a função das entradas PRESET e CLEAR no flip-flop RS com entradas
diretas?
R.: Modificar os valores de Q e Q para o nível lógico alto e baixo, no caso da
entrada PRESET, ou baixo e alto, no caso da entrada CLEAR, sem
interferência das entradas SET e RESET.
26. Qual a principal função do flip-flop tipo D?
R.: Armazenar um dado na forma de bit, ou seja, armazenar o valor de um bit.
27. Qual a diferença entre um flip-flop tipo D e o flip-flop RS?
R.: O flip-flop tipo D pode ser obtido conectando-se uma porta lógica inversora
entre as entradas R e S de um flip-flop RS, transformando as duas entradas
em uma (a entrada D).
28. Como é possível obter um flip-flop tipo T à partir do flip-flop JK?
R.: Conectando-se as duas entradas J e K, resultando em uma entrada
(entrada T).
29. Qual a diferença na operação do flip-flop JK e do flip-flop RS?
R.: Quando as duas entradas J e K assumem o nível lógico alto, o valor das
saídas Q e Q alteram-se quando o valor da entrada de clock CK mudar do
nível lógico alto para o baixo.
30. Qual a função do circuito mestre-escravo em um flip-flop JK?
R.: São dois circuitos de flip-flop em que o clock do circuito escravo é invertido
em relação ao clock do circuito mestre, para que o escravo atualize ou
modifique o valor nas suas saídas somente após o circuito mestre modificar os
valores em suas saídas.
31. Como é possível obter uma sincronia entre flip-flops JK?
R.: Interligando a entrada do sinal de clock dos flip-flops
32. Descreva o funcionamento do circuito a seguir e sua principal função.
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Q
T
CK
Q
R.: O circuito é um flip-flop tipo T, em que as saídas Q e Q alternam seus
valores quando a entrada T está no nível lógico alto e a entrada CK muda
seu valor do nível lógico alto para o baixo. Quando a entrada T estiver no
nível lógico baixo, as saídas não modificam seus valores.
• Registradores:
33. Como funciona o registrador de deslocamento?
R.: Pela conexão de flip-flops JK mestre-escravo em série, com as entradas
de clock conectadas juntas. Os valores nas entradas de um destes flip-flops
são transferidas às saídas toda vez em que o pulso do clock mudar do nível
lógico alto para o baixo. Desta maneira os bits colocados na entrada J do
primeiro flip-flop são transferidos ou deslocados para as saídas de cada flipflop seqüencialmente a cada pulso do sinal de clock.
34. Cite uma função do registrador de deslocamento.
R.: Armazenamento de bits (dados na forma binária).
35. Que tipo de flip-flop pode ser utilizado no registrador de deslocamento?
R.: JK com circuito mestre-escravo.
36. Por que o registrador de deslocamento pode ser utilizado como memória?
R.: Porque o valor dos bits permanece nas saídas de cada flip-flop. Assim,
uma série de flip-flops, como o circuito registrador, armazena uma série de
bits.
37. Qual a função da entrada de clock em um registrador de deslocamento?
R.: Sinal de sincronia para deslocar ou transferir os bits entre os flip-flops.
38. O que ocasiona o deslocamento dos bits em um registrador?
R.: O sinal de clock em cada flip-flop.
39. O que deve ser feito para aumentar o número de bits que um registrador
armazena?
R.: Aumentar o número de flip-flops ligados em série no registrador.
40. O que determina a velocidade de deslocamento dos dados em um
registrador?
R.: A freqüência de variação do sinal de clock, ou seja, a velocidade em que
o sinal de clock muda seu valor do nível lógico baixo para o alto e viceversa.
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41.
Qual a diferença entre o registrador série-paralelo e paralelo-série?
R.: No registrador série-paralelo é utilizada uma única entrada para
armazenar os dados no mesmo, que são obtidos por outro circuito
diretamente pelas saídas de cada flip-flop. No registrador paralelo-série os
bits são armazenados pelas entradas paralelas via entrada direta PRESET
em cada flip-flop, e a “saída” destes bits para outro circuito se faz somente
por uma saída.
42. Qual entrada é utilizada para inserir os dados em um registrador série-série
ou série-paralelo?
R.: A primeira entrada J do primeiro flip-flop no registrador.
43. Como os dados “saem” de um registrador série-série ou paralelo-série?
R.: Pela última saída Q do último flip-flop no registrador.
44. Quais as vantagens de um registrador paralelo-paralelo em relação aos
outros registradores?
R.: A velocidade de armazenamento ou de obtenção dos dados por outro
circuito, porque os valores de mais de um bit de uma vez podem ser
armazenados ou obtidos.
45. Qual a função do sinal de clock em um registrador de deslocamento?
R.: Sincronia entre os flip-flops para o deslocamento dos valores dos bits
das entradas de um flip-flop para sua saída.
46. Qual entrada dos flip-flops em um registrador de deslocamento é utilizada
para habilitar as entradas paralelas?
R.: A entrada direta PRESET.
47. Por que é necessário “resetar” (zerar) o registrador paralelo-paralelo?
R.: Porque para habilitar as entradas paralelas são utilizadas as entradas
diretas PRESET de cada flip-flop, que mudam o valor da saída de um flipflop somente para o nível lógico alto. Esta entrada não possibilita a
modificação de uma saída no nível lógico alto cujo valor deve ser
modificado para o nível lógico baixo pela sua respectiva entrada paralela: o
registrador deve ser “resetado”, ou seja, suas saídas devem ser
modificadas para “0” (nível lógico baixo) e após habilitar as entradas
paralelas (entradas diretas PRESET).
48. Por que a entrada master reset e a entrada paralela são assíncronas em um
registrador de deslocamento?
R.: Porque enviam sinais à todas as entradas diretas, que são assíncronas,
PRESET, no caso da entrada paralela, e CLEAR, no caso da entrada
master reset.
49. Os valores iniciais no registrador abaixo são 1, 0, 0, 0, 1 em S0, S1, S2, S3 e
S4, e 0, 0, 1, 0, 1 em P0, P1, P2, P3 e P4 respectivamente, e o “clock” é um sinal
de nível lógico baixo e alto alternado. Os valores 0, 1, 1, 1, 1, 1, 0, 1, 0 serão
colocados, nesta ordem, na entrada “S”. Após sete pulsos do clock, o valor na
entrada “PL” muda para o nível lógico alto. Quais os valores em S0, S1, S2, S3 e
S4 após 9 pulsos do clock?
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PL
P4
S
clock
J
PR
P3
Q
S4
CK
K
J
PR
Q
CK
CL
Q
K
P1
P2
S3
J
PR
Q
CK
CL
Q
K
S2
J
PR
P0
Q
CK
CL
Q
K
S1
J
PR
Q
S0
CK
CL
Q
K
CL
Q
R
R.: Os valores serão 1, 1, 1, 1, 0 em S0, S1, S2, S3 e S4, respectivamente.
• Contadores:
50. Qual a diferença nas ligações entre os flip-flops de um circuito registrador
de deslocamento e de um circuito contador?
R.: O circuito registrador de deslocamento utiliza flip-flops tipo JK com
circuito mestre-escravo em que as saídas Q e Q de um flip-flop são
conectadas às entradas J e K do flip-flop seguinte. O circuito de um
contador utiliza flip-flops tipo T e a saída Q ou Q de um flip-flop é conectada
à entrada de clock do flip-flop seguinte.
51. Qual entrada dos flip-flops é utilizada para reiniciar a contagem em um
circuito contador?
R.: A entrada direta CLEAR em cada flip-flop.
52. Qual a diferença entre as ligações dos flip-flops de um contador crescente e
um contador decrescente?
R.: Em um contador crescente, a saída Q de cada flip flop pode ser
conectada à entrada de clock do flip-flop seguinte, e no contador
decrescente a saída Q pode ser conectada à entrada de clock do flip-flop
seguinte.
53. Qual a função do sinal de clock em um contador?
R.: Sinal que habilita a mudança no valor de contagem obtido das saídas
dos flip-flops (na realidade o circuito de um contador digital efetua a
contagem dos pulsos de clock).
54. O quê acontece com as saídas de um contador digital crescente após a
aplicação de três pulsos de clock?
R.: Indicam o valor binário 110 (3 em decimal).
55. Qual o valor máximo da contagem em um contador constituído por cinco
flip-flops?
R.: 32 pulsos sinal de clock.
56. Como um circuito contador digital reinicia sua contagem?
R.: Pelo sinal de reset aplicado à cada uma das entradas diretas CLEAR em
cada flip-flop ou após o pulso do sinal de clock mudar seu valor do nível
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lógico alto para o baixo quando todas as saídas estiverem com valor no
nível lógico alto (“1”).
57. Quantos flip-flops deve possuir um contador para efetuar a contagem até 22
pulsos de clock?
R.: No mínimo cinco flip-flops tipo T.
58. Desenhe o circuito de um contador octal (conta até oito pulsos do clock).
59. Até que valor de contagem o circuito abaixo executa até resetar e reiniciar a
contagem? Considere as entradas diretas CLEAR de cada flip-flop acionadas
no nível lógico baixo.
“1”
T
J
CP
CKK
clock
Qa
Q
_
Q
R
CL
T
J
CP
CK
K
Qb
Q
_
Q
CRL
T
J
CP
CKK
Qc
Q
_
Q
R
CL
J
T
CP
CK
K
R
CL
Q
_
Q
Qd
60. No circuito contador abaixo, o “clock” é um sinal alternado entre os níveis
lógicos alto e baixo, com frequência de 1kHz. Qual o tempo necessário para
este contador, iniciando com todas as saídas não complementares no nível
lógico baixo, reiniciar novamente a contagem?
"1"
T
clock
CK
PR
CL
Q
T
Q
CK
PR
CL
Q
T
Q
CK
PR
CL
Q
T
Q
CK
PR
CL
Q
Q
R.: De acordo com a porta lógica NAND, que realiza a função do circuito de
controle do RESET do contador, a contagem seria efetuada até seis pulsos
do clock. Porém, algumas entradas estão conectadas às saídas
complementares Q de alguns flip-flops, modificando o valor da contagem
para reset para doze pulsos do sinal de clock, em 0, 0, 1, 1 nas saídas dos
flip-flops na ordem da esquerda para a direita. Mas outra observação quanto
à ligação do sinal de clock do último flip-flop faz com que os valores de
contagem, após 1, 1, 0, 0, se modifiquem diretamente para 0, 0, 1, 1,
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situação de reset do contador. Deste modo o contador passa pelos seguintes
valores:
1, 0, 0, 0
0, 1, 0, 0
1, 1, 0, 0
0, 0, 1, 1
Este contador repete estes valores nas saídas contando quatro pulsos do
sinal de clock até reiniciar a contagem.
• Codificadores:
61. Cite e explique um exemplo de utilização da codificação.
R.: Para transformar em dados binários os caracteres de um teclado é
possível utilizar o código ASCII, o código de paridade pode indicar erros na
transmissão de dados,....
62. Como podem ser implementados os codificadores?
R.: Através de circuitos combinacionais constituídos de portas lógicas.
63. Qual a função do código BCD 8421?
R.: Representar cada dígito decimal de 0 a 9 por uma combinação de
quatro bits, com o valor em binário de cada dígito.
64. Qual a vantagem em se utilizar o código BCD 8421?
R.: Cada dígito em um número decimal pode ser representado por quatro
bits em um sistema digital. Um exemplo é o teclado numérico para a
entrada de números em um sistema digital, que utiliza um codificador
decimal-BCD.
65. Cite um exemplo da utilização do código ASCII.
R.: Teclado alfanumérico de computadores e equipamentos digitais.
66. Quantas entradas binárias e quantas saídas binárias um codificador BCD
8421 possui?
R.: Dez entradas binárias equivalentes a cada dígito decimal de 0 a 9 e
quatro saídas binárias correspondentes ao valor binário do número decimal
equivalente.
67. Como funciona o código de paridade?
R.: Através de uma porta ou exclusivo, determina se o número de bits de
valor “1” é par ou ímpar.
68. Monte um circuito para um código de paridade par com três bits de entrada.
E0
E1
E2
S
69. O circuito a seguir representa um sistema simplificado de transmissão e
recepção de dados. Preencha a tabela com possíveis valores para os bits E0,
E!, E2 e E3 recebidos em S2, para os valores dados em S0.
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E0
E1
E2
E3
S1
S2
S0
E0 E1 E2 E3
0 0 0 1
0 0 1 1
1 1 1 1
1 0 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
0 1 0 0
1 1 0 1
S0
1
1
0
0
1
0
0
1
Valores para S0=0
E0 E1 E2 E3
1 0 0 1
0 0 1 0
1 1 1 1
1 0 1 1
1 0 0 1
0 0 0 0
1 1 0 1
1 0 0 1
• Decodificadores:
70. Qual a função do decodificador BCD – 7 segmentos?
R.: Exibir um dígito decimal em um display de 7 segmentos de acordo com
o número binário recebido em BCD na entrada do circuito.
71. Crie um circuito para decodificar os números de 4 a 7 nos números de 0 a
3, em binário, respectivamente.
• Multiplexadores:
72. Como o multiplexador efetua a seleção de uma de suas entradas?
R.: Através da combinação dos valores das variáveis de seleção.
73. Como a ordem das variáveis de seleção pode alterar a saída de um Mux?
R.: A seleção das entradas é feita pela combinação dos valores binários
possíveis formados pelas variáveis de seleção. Cada combinação gerada
seleciona uma entrada, sendo necessário estabelecer uma ordem para
saber qual combinação seleciona qual entrada.
74. O que é feito para se aumentar o número de saídas de um multiplexador?
R.: Uma associação em paralelo de mais de um multiplexador.
75. O que pode ser feito para se aumentar o número de bits de entrada de um
multiplexador?
R.: Uma associação em série de mais de um multiplexador.
76. Qual a diferença entre a associação série de multiplexadores e a
associação paralela?
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R.: Na associação série as saídas de dois ou mais muxs são ligadas às
entradas de um só mux, resultando em um sistema que funciona como um
só mux. Na associação em paralelo as variáveis de seleção de um mux são
utilizadas para outro mux, resultando na mesma seleção em dois ou mais
muxs diferentes para suas saídas.
• Demultiplexadores:
77. Como o demultiplexador efetua a seleção de uma de suas entradas?
R.: Pelas suas variáveis de seleção.
78. Qual a diferença entre o Mux e o Demux?
R.: O mux possui diversas entradas e uma só saída, e o demux possui
diversas saídas e uma só entrada. Ambos possuem variáveis de seleção
para conectar uma entrada a uma saída.
79. Como o Mux e o Demux podem ser conectados para formar um circuito de
transmissão de dados?
R.: Conectando-se a saída de um mux à entrada de um demux.
80. É possível conectar um Mux de oito canais com um Demux de dois canais?
R.: Conectando-se a saída do mux à entrada do demux.
81. Como é feita a interligação série de um Demux?
R.: Cada saída de um demux é ligada à entrada de outros demuxs.
82. Como pode ser montado um circuito utilizando demultiplexadores para se
obter um dado de mais de um bit ao mesmo tempo?
R.: Associando-se os demultiplexadores em paralelo.
83. Se os mesmos canais de entrada e saída de um Mux e Demux,
respectivamente, são acionados para a transmissão de um mesmo dado,
como as variáveis de seleção deste Mux e Demux devem ser conectadas?
R.: Devem ser conectadas juntas, na mesma ordem (o valor e a ordem de
seleção devem ser os mesmos).
84. Para montar um circuito com um Mux de quatro canais conectado à um
Demux de quatro canais, em que o primeiro canal do Mux é selecionado junto
com o último canal do Demux, o segundo canal do Mux é acionado junto com
o penúltimo canal do Demux, o terceiro canal do Mux é selecionado junto com
o antepenúltimo canal do Demux e o quarto canal do Mux é selecionado junto
com o primeiro canal do Demux, como as variáveis de seleção do Mux e
Demux devem ser conectadas?
R.: Na ordem inversa ( a primeira variável de seleção do mux ligada à última
variável de seleção do demux, a segunda do mux à penúltima do demux,.... e
assim por diante)
85. Qual os valores de entrada e qual saída serão selecionados no circuito
abaixo? Considere “A” a variável de seleção com o bit mais significativo (MSB)
para a ordem de seleção das entradas do mux e saídas do demux de cima
para baixo.
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S0
0110
1010
MUX S
1110
1111
S1
S2
E DEMUX
A
B
A
B
1
0
0
0
S3
R.: A entrada com os bits “1110” do mux na saída S0 do demux.
86. Quais dados e em qual saída “S” estarão presentes no sistema mux-demux
abaixo, para as respectivas variáveis de seleção? A ordem das entradas e
saídas é de cima para baixo e a variável de seleção mais significativa é “A”.
1001
1100
1111
0011
DEMUX
MUX S
DEMUX
MUX S
E
E
A
B
A
B
A
B
A
B
0
1
1
0
1
0
0
0
S0
S1
S2
S3
R.: Os bits “1100” são selecionados pelo mux para a saída S0 no demux (no
demux e mux do meio são selecionadas a terceira saída e a terceira
entrada).
87. Qual a entrada e qual a saída selecionada pelo sistema mux-demux
abaixo? A ordem das entradas e saídas para as variáveis de seleção é
crescente de cima para baixo em cada mux ou demux e A é a variável de
seleção do bit mais significativo.
Cefet/PR – Cornélio Procópio
11
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0000
1000
0011
1100
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MUX S
A
B
DEMUX
E
1
1001
0001
0110
0100
0101
1010
A
MUX
S
1
A
DEMUX
MUX S
A
1
1111
0010
1
S0
B
0
DEMUX
MUX S
0
E
A
E
MUX
S
1
A
B
B
1
1
0
A
DEMUX
0
E
A
MUX
S
1
MUX S
A
B
0
1
A
S3
0
DEMUX
E
A
S2
A
0
S1
S4
0
1110
• Conversores A/D e D/A:
88. Quais as vantagens da conversão de sinais analógicos para digitais?
R.: Os circuitos digitais permitem o processamento e armazenamento de
dados de forma mais barata e eficiente que os circuitos que operam com
sinais analógicos. Mas as grandezas físicas existentes são expressas em
sinais analógicos.
89. Por quê normalmente deve-se converter um sinal digital para analógico?
R.: Porque muitos mecanismos e equipamentos controlados por circuitos
digitais operam e produzem grandezas de valor analógico.
90. Desenhe e explique um circuito de conversão A/D.
Cefet/PR – Cornélio Procópio
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+
Vi
-
6V
D0
+
CODIFICADOR
-
4V
D1
+
-
2V
R.: Um circuito conversor A/D pode ser construído como acima, baseado
em circuitos comparadores. Cada comparador acima produz em sua saída
um sinal digital de nível lógico alto caso a tensão Vi seja maior ou igual à
tensão de referência em cada comparador. Deste modo podem ser obtidas
quatro combinações diferentes para as saídas digitais dos comparadores:
de 0 a 2V, de 2 a 4V, de 4 a 6V e acima de 6V. Quatro combinações podem
ser representadas apenas por dois bits, sendo necessário um circuito
codificador para transformar estas combinações em valores adequados. O
circuito acima é um conversor A/D instantâneo, porque o sinal analógico Vi
é convertido instantaneamente para um valor digital de dois bits.
91. Qual a definição do circuito conversor abaixo, para R=100Ω e para os
valores digitais em “d” de 0V para o nível lógico baixo e 3,5V para o nível
lógico alto? (“dn” é um sinal de 0 ou 3,5V).
d0
d1
2R
d2
2R
2R
R
R
2R
Vo
1 d 2 d1 d 0
+ +
R 2 4 8
R.: Os valores produzidos pelo circuito acima para as combinações das
entradas binárias 000, 001, 010, 011,... em d2, d1 e d0 são 0V, 4,375mV;
8,75mV; 13,1255 mV;.... sendo a definição igual à 4,375mV.
Vo =
Cefet/PR – Cornélio Procópio
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Análise de Circuitos Digitais – Exercícios
Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva
92. Qual a definição de um conversor D/A o qual apresenta os seguintes sinais
da tabela abaixo?
Entrada
000
001
010
011
100
101
110
111
Saída
0,1 V
0,2 V
0,3 V
0,4 V
0,5 V
0,6 V
0,7 V
0,8 V
R.: Definição de 0,1V (resolução de 3 bits).
93. Os amp-ops do circuito conversor analógico-digital a seguir funcionam como
comparadores colocando em sua saída sinais de tensão de 0 V ou 5V
somente, de acordo com o valor da tensão de entrada. Colocar na tabela os
valores das saídas do conversor analógico-digital, em bits, e os valores das
saídas do conversor digital-analógico de acordo com cada valor da tensão de
entrada “Vi” dado, junto com o respectivo erro de cada conversão. Observar
que não existe o circuito decodificador na saída das portas de habilitação do
conversor.
Vi
13 V
2,5 V
5,5 V
1V
d3
1
0
0
0
d2
1
0
1
0
d1
1
1
1
0
d0
1
1
1
1
Vo
Vo
Habilitar
+
8V
d3
200 Ω
200 Ω
100 Ω
+
Vi
4V
d2
200 Ω
100 Ω
+
2V
d1
200 Ω
100 Ω
+
0V
Cefet/PR – Cornélio Procópio
d0
200 Ω
-
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Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva
Vo =
94.
1 d 3 d 2 d1 d 0
+
+ +
4
8 16
R 2
Desenhe um circuito de conversão D/A com entrada para três bits.
R.: Vide ex. 91.
• Memórias semicondutoras:
95. O que é uma memória semicondutora de armazenamento volátil?
R.: Memória que não retém os dados na falta da alimentação elétrica.
96. O que é endereçamento de memória?
R.: Definição do endereço de uma célula de memória para efetuar o acesso
à mesma.
97. Qual a diferença entre a RAM (Random Access Memory) e a ROM (Read
Only Memory)?
R.: Basicamente na forma construtiva das células de memória. A RAM é a
Memória de Acesso Randômico (aleatório), geralmente é volátil mas
construída de modo a permitir a leitura e escrita com o acesso a qualquer
endereço. A ROM é uma Memória Somente de Leitura, não volátil. As
primeiras ROMs eram construídas de forma a permitir somente uma
gravação inicial, permitindo após esta gravação somente a leitura dos
dados. Atualmente alguns tipos de ROM permitem também a escrita.
98. Como se faz o acesso aos dados em uma memória semicondutora?
R.: Através do endereçamento do seu circuito de acesso.
99. Como pode ser construído um circuito para uma célula de memória?
R.: Com dispositivos de armazenamento de cargas, como capacitores; ou
circuitos de armazenamento de estado, como flip-flops. Neste caso, uma
célula de memória pode ser um registrador.
100. Qual a diferença construtiva entre a SRAM e a DRAM?
R.: A SRAM é composta por flip-flops, e a DRAM por dispositivos de
armazenamento de cargas, como capacitores.
101. Como é possível classificar as memórias quanto ao aspecto construtivo?
R.: Em SRAM e DRAM.
102. Por que é necessário o “refresh” na DRAM?
R.: Porque os dispositivos de armazenamento de carga somente mantém a
carga por um intervalo curto de tempo.
Cefet/PR – Cornélio Procópio
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