1) PRÁTICA DE LABORATÓRIO MATERIAL: CI`s: 7400, 7402, 7404

1) PRÁTICA DE LABORATÓRIO
MATERIAL:
CI’s: 7400, 7402, 7404, 7410, 7420
PRÁTICA:
1) Levantamento das características do CI:
Escolher um dos CIs acima e responder as questões a seguir em relação a ele:
Nome do CI:
Constituição interna do CI:
número de portas lógicas:
número de entradas de cada porta):
Função lógica do CI (expressar a saída em função das entradas):
Símbolo:
2) Medir as características elétricas do CI, preencher a tabela a seguir e compará-la com a
teórica (Veja nos datasheet):
Características Teóricas Medidas
Vcc
VoH
VoL
IiH
IiL
3) Levantar a tabela verdade do CI com medidas em Volts. Comparar com a tabela verdade
teórica
Teórica
A B S
0 0
0 1
1 0
1 1
A
Medida (Volts)
B
S
Teoria: FAN-OUT
Ao serem ligadas várias portas lógicas à saída de uma única porta (prática 4), todas
da mesma família, a impedância vista pela porta lógica de entrada será menor, acarretando
um aumento da corrente fornecida por esta porta de entrada e, conseqüentemente, uma
alteração das características de limites de tensão de saída. Os fabricantes fornecem então
um número que expressa qual a quantidade máxima de portas da mesma família lógica que
poderá ser conectada à saída de uma porta; esse número é o Fan-out e pode ser obtido pela
expressão:
Fan-out = min(nH, nL)
onde:
nH = IoH/IiH
nL = IoL/IiL
4) Ligue a saída de uma porta NAND (NÃO E) à entrada de quatro outras portas NAND
(NÃO E) como mostra a figura 1.1 e preencha a tabela abaixo. Acrescente mais 4 portas
NAND (NÃO E), e refaça as medidas colocando na tabela abaixo:
Número de
portas
3
7
IoL
IoH
VoL
Figura 1.1 - Esquema de ligação das portas NAND.
VoH
Teoria: Interface TTL e CMOS
Geralmente quando se trabalha com famílias de circuitos lógicos diferentes (TTL e
CMOS), haverá necessidade de se fazer uma interface entre os dois circuitos para torná-los
compatíveis um com o outro, ou seja, temos de assegurar que a característica de saída de
uma porta, que estará acionando outra porta, case com as características de entrada da porta
que está sendo acionada.
Os parâmetros dos dispositivos que precisam ser considerados são: ViH, ViL, VoH,
VoH, IiH, IiL, IoH e IoL, os quais são obtidos dos manuais do fabricantes. A Tabela II mostra os
valores desses parâmetros para as famílias TTL e CMOS.
Tabela II
Parâmetros
ViH (min) (V)
ViL (máx) (V)
VoH (min) (V)
VoL (máx) (V)
IiH (máx) (µ
µA)
IiL (máx) (mA)
IoH (máx) (µ
µA)
IoL (máx) (mA)
74
HCMOS
3,5
1,0
4,9
0,1
1,0
-1,0
-400,0
4,0
74
TTL
2,0
0,8
2,4
0,4
40
-1,6
-400
16
CMOS acionando TTL
Pela tabela II: quando a saída de uma porta lógica CMOS está em nível 1, a tensão
de saída mínima é 4,9 V. Isto é aceitável para acionar circuitos TTL que exigem qualquer
tensão acima de 2,0 V para o nível lógico 1.
Quando a saída da porta CMOS está no nível 0, a tensão de saída máxima sera 0,1
V, que também é aceitável para as portas TTL que necessitam de qualquer tensão de entrada
menor do que 0,8 V para reconhecer o nível lógico zero.
Fan-out da ligação CMOS-TTL
nH = 400 µA/ 40 µA = 10 portas
nL = 4 mA/ 1,6 mA = 2 portas
=> 2 portas no máximo.
(Desenho da figura 1.2(a))
TTL acionando CMOS
Quando a saída da porta TTL está no nível lógico 0, a tensão de saída máxima é 0,4
V, sendo aceitável para a porta CMOS, uma vez que a tensão de entrada para o nível lógico
zero dessa porta é de 1,0 V no máximo.
Quando a saída da porta TTL está no nível lógico 1, a tensão de saída mínima será
de 2,5 V e a porta CMOS necessita no mínimo de 3,5 V. Portanto aqui surge uma
incompatibilidade, que pode ser resolvida usando um resistor Ri como interface como
mostrado no desenho da figura 1.2(b):
Figura 1.2 - Interfaces
CÁLCULO DE Ri:
Ri(min) = [Vcc – VoL(máx)] / IoL(máx)
5) Use um inversor CMOS (CI 74HC04) para acionar um inversor TTL. Varie a tensão na
entrada do CMOS e verifique a tensão na saída do TTL. Monte uma tabela.
6) Use um inversor TTL para acionar um inversor CMOS. Use R=8,2kΩ. Varie a tensão na
entrada do TTL e verifique a saída do CMOS. Monte uma tabela.
2) PRÁTICA DE LABORATÓRIO
Um estacionamento possui duas portas, sendo uma para a entrada dos carros e a outra
para a saída, conforme planta abaixo:
Projete um sistema para automatizar a porta de entrada do estacionamento. Para
controlar o sistema, no estacionamento existem:
- um sensor A que estando em nível alto (A=1) indica que há um automóvel querendo
entrar.
- Um sensor B que estando em nível alto (B=1) indica que existe um automóvel
querendo sair.
- Um sensor C que estando em nível alto (C=0) indica que o estacionamento está
cheio e portanto nenhum carro pode entrar (exceção se houver ao mesmo tempo um
carro querendo sair).
- Saída: Um motor (S=1) para abrir a porta do estacionamento para a entrada dos
carros.
Considere a seguinte interface de potência: