experiência 8 – circuitos aritméticos: somadores

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MEC – UTFPR-CT – DAELT – CURSO: ENGENHARIA INDUSTRIAL ELÉTRICA
DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL
PROF.:__________________
EXPERIÊNCIA 8 – CIRCUITOS ARITMÉTICOS: SOMADORES – SUBTRATORES
DATA REALIZAÇÃO:________________
DATA ENTREGA:______________
ALUNOS: ___________________ e______________________ e________________________
Planejamento:___________
Laboratório:______________
Relatório:____________
INTRDUÇÃO
Nos computadores, calculadoras, micro controlador e máquinas similares, as operações
aritméticas são realizadas por meio de softwares. Tais operações também podem ser feitas por
meio de hardware. Os circuitos que realizam estas operações são chamados de circuitos
aritméticos e na sua construção, dependendo da complexidade, são utilizados vários CI´s tais
como portas lógicas, contadores, registradores, somadores e multiplexadores.
Este capítulo apresenta alguns circuitos aritméticos, importantes para reforçar os conceitos
fundamentais que levam à compreensão dos sistemas digitais mais complexos.
OBJETIVOS
 Implementar um circuito meio somador e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito somador completo e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito somador de dois bits e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito meio subtrator e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito subtrator completo e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito subtrator de dois bits e verificar o funcionamento;
 Implementar um circuito somador/subtrator e verificar o funcionamento;
 Interpretar o diagrama esquemático e a TV do CI 7483;
 Fazer aplicação do CI 7483 para fazer operações de soma e subtração.
TEMPO PARA REALIZAÇÃO 4 horas
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CONCEITOS
A teoria para esta experiência será fundamentada no livro texto da disciplina sobre circuitos
aritméticos. Será necessário a interpretação da folha de dados do CI7483 disponível na página
pessoal do professor e na Internet, www.alldatasheets.com ou em outros sítios.
RELAÇÃO DE MATERIAL
Qt
1
1
1
1
1
1
Descrição
Fonte de tensão 5V
Matriz de contatos
Multímetro
CI 7400, CI 7402, CI 7404
CI 7408, CI 7432, CI 7483
CI 7486, CI 7447 ou 7448
1
1
10
1
10
2
2
LED
Display 7 segmentos
Resistores de 1kΩ, 270Ω
Cabos banana-banana
Módulo de chaves
Alicate / pinça
Fios rígidos para jump
METODOLOGIA
Ml – Para implementar o circuito será feita a concepção da TV relativa a cada objetivo proposto,
simplificada a função extraída da TV, para posterior implementação e teste do circuito.
M2 – Para facilitar o entendimento os primeiros circuitos meio somador e somador completo estão
apresentado ao lado das respectivas tabelas, os quais devem ser analisados e entendidos antes
de serem implementados na matriz de contatos.
M3 – Após a implementação dos circuitos meio somador, somador completo, do meio subtrator e
do subtrator completo deve-se preservar os circuitos para composição do somador ou subtrator
de dois bits.
M4 – As saídas dos circuitos implementados poderão ser observadas em LEDs ou em display de
7 segmentos.
M5 – Para a operação se subtração utilizando o CI 7483 será utilizada a propriedade de
complemento. Para compor o somador subtrator será utilizado um arranjo de portas X-OU.
M6 – O acompanhamento para orientação e avaliação será feito nas bancada atribuindo-se o
visto em cada conjunto de tarefas executadas. O visto será efetivado na tabela de
acompanhamento da realização das tarefas, conforme tabela no final deste roteiro de experiência.
É importante que a equipe já venha para o laboratório com os circuitos previamente montados na
matriz de contatos.
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PRATICANDO
Meio somador
P1 – Interprete a TV do circuito meio somador, preencha as colunas das saídas da TV.
Meio somador
ENTRADAS
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
SAÍDAS
S
Ts
P2 – Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela.
P3 – Implemente os circuitos que realize as funções obtidas.
P4 – Verifique o funcionamento dos circuitos.
Nota: Não desmonte o circuito implementado para o meio somador, para fazer uso posterior.
Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa da experiência sobre meio somador.
Somador completo
P5 – Interprete a TV do circuito somador completo, preencha as colunas das saídas da TV.
Somador completo
A B Te S Ts
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
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P6 – Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela.
P7 – Implemente os circuitos que realize as funções obtidas.
P8 – Verifique o funcionamento dos circuitos.
Nota: Não desmonte o circuito implementado, para fazer uso posterior.
Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do somador completo.
P9 – Obtenha um somador completo duas palavras de 2 bits.
Faço uso dos circuitos das etapas anteriores meio somador e somador completo para facilitar
esta montagem. Reveja o PPT da aula teórica.
P10 – Faça as seguintes operações: 3+2, 3+1, 2+1, 2+2.
Faça uma síntese conclusiva sobre o somador de dois bits.
Meio subtrator
P11 – Interprete a TV do circuito meio subtrator, preencha as colunas das saídas da TV.
Meio subtrator
ENTRADAS
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
SAÍDAS
S
Ts
P12 – Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela.
P13 – Implemente os circuitos que realize as funções obtidas.
P14 – Verifique o funcionamento dos circuitos.
Nota: Não desmonte o circuito meio subtrator implementado, para fazer uso posterior.
Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa da experiência sobre meio subtrator.
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Subtrator completo
P15 – Interprete a TV do circuito subtrator completo, preencha as colunas das saídas da TV.
Subtrator completo
A B Te S Ts
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
P16 – Verifique a possibilidade de simplificação das funções geradas pela tabela.
P17 – Implemente os circuitos que realize as funções obtidas.
P18 – Verifique o funcionamento dos circuitos.
Nota: Não desmonte o circuito subtrator completo implementado, para fazer uso posterior.
Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do somador completo.
P19 – Obtenha um subtrator completo de duas palavras de 2 bits.
Faço uso dos circuitos das etapas anteriores meio subtrator e subtrator completo para facilitar
esta montagem.
P20 – Faça as seguintes operações: 3-2, 3-1, 2-1, 2-2!
Faça uma síntese conclusiva sobre a etapa do subtrator de dois bits.
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P21 – Interprete o diagrama esquemático do CI 7483.
P22 – Interprete a TV do CI 7483.
P23 – Implemente um somador de 4 bits utilizando o CI 7483.
P24 – Interprete o circuito da estrutura utilizando portas X–OU CI 7486 (inversor controlado)
P25 – Implemente um subtrator de 4 bits utilizando o CI 7483 combinado com o CI 7486. (Veja a
orientação da aula teórica)
A tabela associada ao circuito arranjado privilegia apenas algumas linhas para o teste do circuito,
se necessário alterne mais valores, ou se desejar elabore uma tabela completa para a palavra B.
Tabela X-OU - arranjada
ENTRADAS
SAÍDAS
B4 B3 B2 B1 C S1 S2 S3 S4
0 0 0 0 0
0 0 0 0 1
1 1 1 1 0
1 1 1 1 1
0 1 0 1 0
0 1 0 1 1
1 0 1 0 0
1 0 1 0 1
Estabeleça uma síntese conclusiva sobre o circuito analisado.
P26 – Implemente um somador/subtrator de 4 bits utilizando os CI 7483 e 7486.
P27 – Realize as seguintes operações para teste do circuito:
a) 4 + 3
b) 4 – 3
c) 3 + 4
d) 3 – 4
e) 8 + 3
f) 3 – 8
g) 5 + 3
h) 5 – 3
Crie outras operações para certificar do funcionamento do circuito.
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QUESTÕES PARA REFLEXÃO
Q1 – Em que condição se permite utilizar um circuito meio somador?
Q2 – Quando se faz necessário utilizar um somador completo?
Q3 – Em que condição se faz possível o uso do meio subtrator?
Q4 – Quando se faz necessário utilizar um subtrator completo?
Q5 – Explique como o CI 7483 pode efetuar a operação de subtração.
Q6 – Projete um circuito somador para palavras de quatro bits utilizando portas lógicas.
Q7 – Projete um circuito subtrator para palavras de quatro bits utilizando portas lógicas.
Q8 – Projete um circuito somador/subtrator para duas palavras de três bits utilizando portas
lógicas.
Q9 – Projete um circuito somador subtrator de 8 bits utilizando CIs dedicados! E saídas para
display de 7 segmentos.
Q10 – explique o funcionamento do circuito proposto em Q9.
CONCLUSÃO