UDESC/CCT/DEE – Eletrônica Digital Lista de Exercícios
1 – Equacionar e implementar o seguinte dispositivo lógico:
Seu funcionamento consiste no registro de uma senha certa de dois bits e na entrada de uma senha de usuário, também de dois bits. O dispositivo deve ter um circuito capaz de acionar a fechadura de uma porta, abrindo-a (nível lógico 1) quando as senhas coincidirem e fechá-la (nível lógico 0) com as senhas diferirem.
a) Elabore inicialmente uma tabela verdade, que represente o sistema. b) Defina a função lógica inicial e a otimizada.
c) Simule o circuito correspondente e realize os testes.
d) Por último, faça a implementação do circuito utilizando CIs no Painel Didático.
2 – Projete um circuito, usando portas lógicas, para acionar um semáforo de trânsito como ilustrado a seguir:
Entradas Saídas (lâmpadas) Ação
00 000 Desligado 01 001 Verde 10 010 Amarelo 11 100 Vermelho CIRCUITO ACIONADOR DO SEMÁFORO SW1 SW2 Vermelho Amarelo Verde
3 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e no Simulador de ProtoBoard.
4 – Realize o teste do CI-74139, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade.
5 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando o CI-74139. Depois faça a montagem desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
6 - Projete um circuito decodificador 3x8, utilizando portas lógicas, conforme a tabela a seguir:
7 - Simule o circuito projetado com o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
8 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74138, confira os resultados obtidos na simulação com os gerados com o CI.
9 - Projete e simule um decodificador 4x16, utilizando CIs 74138.
10 – Projete e simule um circuito, usando portas lógicas, para mostrar um dígito hexadecimal de 0 a F em um display de sete segmentos.
11 – Utilizando CIs 7447, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um conversor de BCD para sete segmentos, apresentando um número de dois dígitos nos displays, gerados por dois conjuntos de quatro chaves.
12 - Numa indústria existe uma esteira móvel que transporta caixas de 3 tamanhos diferentes. No final da esteira existem 3 sensores óticos (A, B e C ativos em nível 1) que servem para medir o tamanho das caixas (pequena, média e grande). Cada tamanho de caixa tem uma garra específica (GPeq, Gmed e GGrd) que transporta a caixa para o seu local de armazenamento. Deseja-se construir um circuito com portas lógicas para acionar as garras ao longo do tempo, de acordo com a produção das caixas e de seus tamanhos.
13 - E necessário projetar um circuito lógico para um simples alarme de automóvel. Três chaves são utilizadas para indicar os estados da porta do motorista, ignição e faróis. Há um buzzer que deve emitir um aviso e dois leds (verde e vermelho), para indicar a gravidade do alarme (leve e grave, respectivamente). Faça com que o alarme seja ativado sempre que pelo menos uma condição ocorrer: a) Os faróis estiverem ligados e a ignição desligada (leve); e b) A porta estiver aberta e a ignição ligada (grave).
14 – Como devemos proceder para implementar um decodificador 3x8, utilizando o CI 7442 ?
15 – Considere as formas de onda mostradas a seguir. Aplique esses sinais no CI-74138, conforme mostrado a seguir:
A A0 B A1 C A2 D E3
Considere que /E1 e /E2 estejam conectadas no nível baixo e desenhe as formas de onda para as oito saídas do CI.
16 – Numa lanchonete os possíveis combos combinam refrigerante, batata frita e hamburger, nos tamanhos pequeno e grande. Deseja-se implementar, num drive-thru
hipotético, um equipamento para realizar o pedido do usuário, através da seguinte interface:
O equipamento deve dar prioridade para o produto de tamanho maior, caso o usuário aperte os dois tamanhos e priorizar o tamanho pequeno, para o caso do usuário não escolher o tamanho do produto. Além disso, o equipamento deve apresentar na cozinha um número de 1 a 8, para indicar o pedido realizado pelo usuário.
17 – Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V e nível ZERO = 0V. E D Y 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
18 – Qual das três opções a seguir é a mais recomendada para se implementar uma porta inversora com uma porta NAND TTL? Por que ?
19 - Para o circuito a seguir, construa a tabela verdade considerando nível lógico UM = 5V e nível ZERO = 0V.
X Y 0V
5V
20 – Qual das duas opções a seguir é a mais indicada para conectar uma chave ativa em UM a um pino de uma porta TTL? Por que ?
21 – Considerando a família CMOS, preencha a tabela a seguir:
Parâmetro Valor
VOH(mín) VOL(máx) VIH(mín) VIL(máx)
Margem de ruído para o nível baixo Margem de ruído para o nível alto
Pode se dizer que a família CMOS é compatível com a família TTL ? Explique sua resposta.
23 – Considerando os níveis de tensão representados na figura a seguir, calcule a margem de ruído dos circuitos integrados que atendem a essas especificações.
24 – Considerando a tabela a seguir, identifique a subfamília TTL mais rápida, a que consome menos energia e a que possui maior margem de ruído.
25 – Considerando a tabela abaixo, calcule o Fan-out na interface da primeira subfamília lógica acionando a segunda:
a) 74 para 74LS b) 74LS para 74AS c) 74AS para 74ALS
IIH(máx) = Corrente de entrada máxima em nível alto.
IIL(máx) = Corrente de entrada máxima em nível baixo.
IOH(máx) = Corrente de saída máxima em nível alto.
IOL(máx) = Corrente de saída máxima em nível baixo.
26 - A figura a seguir ilustra o cruzamento de uma rodovia com uma via de acesso. Sensores detectores de veículos são colocados ao longo das pistas C e D (rodovia) e nas pistas A e B (via de acesso). As saídas desses sensores serão nível BAIXO (0) quando nenhum veículo estiver presente e nível ALTO (1) quando um veículo estiver presente. O sinal de trânsito no cruzamento é controlado de acordo com a seguinte lógica:
a) O sinal da direção leste-oeste (L/O) será verde quando as duas pistas C e D estiverem ocupadas;
b) O sinal da direção L/O será verde sempre que as pistas C ou D estiverem ocupadas, mas com as A e B desocupadas;
c) O sinal da direção norte-sul (N/S) será verde sempre que as duas pistas A e B estiverem ocupadas, mas as pistas C ou D estiverem desocupadas; d) O sinal da direção N/S será verde quando as pistas A ou B estiverem
ocupadas e enquanto ambas as pistas C e D estiverem vazias;
e) O sinal da direção leste-oeste (L/O) será verde quando não houver veículo presente; e
f) Nos casos omissos, C e D tem preferência sobre A e B.
27 - Projetar um circuito lógico que controle o nível de uma caixa d’água colocada no teto de um edifício como ilustrado na figura a seguir. A caixa 1 funciona como reserva e existem os sensores A, B, C e D que dão a indicação do nível de água. A válvula de entrada de água é controlada pelo atuador AT1 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0) e a bomba é controlada pelo atuador AT2 (ligada nível lógico 1 e desligada nível lógico 0).
18 – Implemente um circuito digital, utilizando CIs comerciais, para indicar em um display (um dígito de 0 a 9) o próximo paciente que será atendido numa enfermaria, obedecendo a seguinte prioridade:
Dígito Paciente
9 idosos hipertensos 8 idosos diabéticos 7 idosos com febre
6 idosos
5 bebes com febre
4 bebes
3 crianças com febre
2 crianças
1 adultos com febre
0 adultos
29 - A figura a seguir mostra um teclado de 12 teclas. Sua saída consiste de 7 sinais; um para cada uma das 4 linhas (L1, L2, L3, L4) e um para cada das três colunas (C1, C2, C3). Apertando um botão, duas destas saídas tornam-se nível lógico 1 correspondendo a linha e a coluna do botão pressionado. Por exemplo, pressionando o botão “1”, teremos L1 = C1 = 1 e as demais saídas valem zero. Pressionando “#” teremos L4 = C3 = 1 e assim por diante. Deseja-se que seja projetado um circuito que converta os 7 sinais do teclado em um número binário de 4 bits b3b2b1b0 indicando qual botão foi pressionado. Os botões de 0 a 9 deverão ser codificados de 0000 até 1001 (equivalente binário) enquanto que “*” será representado por 1010, “#” por 1011 e o código 1111 indica que nenhum botão foi pressionado em um dado tempo. Projete este circuito que gera esta codificação.
31 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse.
32 – Realize o teste do CI-74153, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior.
33 - Projete um circuito Multiplexador de 8 entradas, utilizando o CI-74153. Depois faça a simulação desse decodificador no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard.
34 - Projete e simule um circuito Multiplexador de 8 entradas, utilizando portas lógicas, conforme a tabela a seguir:
35 - Utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard e o CI-74151, compare os resultados obtidos com os da simulação anterior.
36 - Projete e simule um Multiplexador de 16 entradas, utilizando CIs 74151.
37 – Utilizando o CI-74151, implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard a função lógica dada pela tabela a seguir.
38 – Projete um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir:
S1 S2 A0 A1 A2 A3
0 0 E 0 0 0
0 1 0 E 0 0
1 0 0 0 E 0
1 1 0 0 0 E
39 - Faça a simulação e a montagem desse circuito no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard, respectivamente. Analise que tipo de circuito é esse.
40 – Realize o teste do CI-74155, utilizando o CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard para verificar sua tabela verdade. Compare esse CI com o circuito projeto no item anterior.
41 - Usando CIs comerciais projete, simule e monte no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um sistema de transmissão de dados com um canal para comunicar palavras de 4 bits. Verifique a ação do sistema para todas as combinações de entradas possíveis.
42 – Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Demultiplexador de 1x8, utilizando o CI-74138. Realize todos os testes necessários para confirmar o funcionamento do circuito.
43 – Implemente no CircuitMaker e/ou Simulador de ProtoBoard um Multiplexador com o maior número de entradas para multiplexação possível, utilizando um CI-74153 e um CI-74157. Realize todos os testes necessários para confirmar o funcionamento do circuito.
44 – Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito, usando portas lógicas, que atenda às especificações a seguir. Que circuito é esse ?
A B S C
0 0 0 0
0 1 1 0
1 0 1 0
1 1 0 1
45 – Preencha tabela verdade a seguir, que representa um circuito Somador Completo, conforme apresentado no diagrama:
A B Cin S Cout
46 - Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um circuito Somador Completo, usando portas lógicas.
47 - Utilizando o CircuitMaker, projete e simule um Somador para 2 bits, utilizando apenas portas lógicas.
48 – Realize o teste virtual do CI-7483, utilizando o Simulador de Protoboard para somar dois números de quatro bits. Compare esse CI com os circuitos projetados nos itens anteriores. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados.
49 – Implemente no Simulador de Protoboard um circuito que some dois números de oito bits cada. Se preferir utilize displays de 7 segmentos para melhor visualização dos dados.
