UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ Instituto de Engenharia de

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
Instituto de Engenharia de Sistemas e Tecnologia da Informação
LABORATÓRIO DE ELETRÔNICA DIGITAL I – ELT 512
Atividade de Laboratório 2
Aluno: ________________________________
Mat.:
Aluno: ________________________________
Mat.:
Aluno: ________________________________
Mat.:
Turma:
Objetivos:
•
•
•
•
Investigar a operação de blocos básicos através da simulação no software Quartus II;
Investigar alguns teoremas fundamentais da lógica booleana;
Implementar um circuito a partir de uma expressão booleana no módulo de ensino;
Avaliar um circuito lógico em termos de uma carta no tempo.
Pré-Laboratório (Para ser entregue no início da aula prática)
1. Descrever, literalmente, os teoremas booleanos para uma variável (Elemento unitário,
Elemento Nulo, Idempotência e Complementaridade) e para duas variáveis (Comutativa,
Associativa, Distributiva, Absorção e De Morgan) (10 pontos).
2. Refazer o item anterior, porém descrevendo os teoremas com as seguintes portas lógicas
básicas: AND, OR e NOT (10 pontos).
3. Para o circuito a seguir, obter a expressão booleana para a saída S. Aplicar as formas de
onda às entradas do circuito e obter a forma de onda da saída. Considere que os blocos
lógicos não apresentem demoras de propagação (10 pontos).
Figura 1 – Circuito e Carta de Tempo para o Item 3.
4. Mostre que é possível implementar as funções lógicas AND, OR e NOT usando apenas
portas NAND (Universalidade). (10 pontos).
5. Mostrar como são os símbolos das portas lógicas AND, NAND, OR, NOR e NOT na
simbologia IEEE/ANSI (10 pontos).
1
Laboratório
(Para ser entregue no final da aula prática)
Material Necessário:
•
•
•
1 módulo de ensino, 1 Osciloscópio, 1 Gerador de Funções;
CI’s: 74LS00 (1) e 74LS32 (1);
Fios para as interligações.
Observações Importantes:
•
•
•
•
•
•
Muito cuidado ao manusear a inserção e a retirada dos CI’s do Protoboard para não danificar
os seus terminais. Na inserção, posicionar corretamente observando a indicação do pino 1.
Antes de ligar o módulo faça as ligações das alimentações (VCC) e terra (GND) de todos os
CI’s. Depois faça as outras interligações. Se necessário, consulte ao final deste guia, os
diagramas esquemáticos para conferir as pinagens;
As saídas, a menos que não se instrua o contrário, devem ser observadas pela conexão aos
LED’s;
Por se tratar de CI’s da tecnologia TTL, a tensão de alimentação (VCC) será de +5 [V];
Antes de usar o Osciloscópio verifique a sua calibração;
Em caso de dúvida consulte sempre o professor.
Procedimentos:
1. Monte o circuito da Figura 1 e aplique uma forma de onda quadrada (nível TTL - 0V, +5V)
com uma freqüência de 100 [HZ]. Observe, com o osciloscópio, a forma de onda da saída S
e registre-a no diagrama reticulado. Complete a tabela ao lado do circuito informando os
níveis lógicos, alto (VOH) e baixo (VOL) da tensão de saída. Compare os valores destas
tensões com a folha de dados do fabricante. Qual a função desta porta NAND que está com
suas duas entradas conectadas juntas? (15 pontos).
Osciloscópio
+5V
0V
VA
Onda Quadrada,
100HZ, nível TTL
74 LS 00
4
S
CH1 GND
VOH [V]
VOL [V]
U1
Figura 1 – Circuito para o Item 1.
Atenção
Para esta medida, verifique se o Gerador, o
Osciloscópio e o Módulo estão com os seus
terras conectados juntos.
Escala de Tensão:
Escala de Tempo:
2
Folha de Dados do SN74LS00 (Características Elétricas):
2. Monte os circuitos das Figuras 2a e 2b. Preencha a Tabela verdade correspondente para cada
circuito. Obtenha a expressão booleana de cada saída e responda qual teorema está sendo
verificado. (15 pontos).
U1
A
B
74 LS 00
4
U1
U1
U1
74 LS 00
4
74 LS 00
4
74 LS 00
4
S
U1
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
S
S = ___________________
Figura 2a – Circuito e Tabela Verdade para o Item 2.
3
A
U1
74 LS 32
4
A
0
0
1
1
U2
74 LS 00
4
S
B
B
0
1
0
1
S
S = ___________________
Figura 2b – Circuito e Tabela Verdade para o Item 2.
3. Para o circuito ilustrado na Figura 3:
3.1 Obter a expressão booleana da saída S diretamente do circuito (2 pontos);
3.1 Completar a Tabela Verdade (ao lado do circuito) com base na carta de tempo
mostrada na Figura 4 (3 pontos);
3.3 Simplifique esta expressão usando os teoremas (5 pontos);
3.4 Monte o circuito simplificado usando apenas o CI 74LS00 (5 pontos);
3.5 Monte a Tabela Verdade do circuito simplificado e compare-a com a que foi
fornecida para o circuito original (5 pontos).
A
S
C
B
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
S
Figura 3 – Circuito e Tabela Verdade para o Item 3.
A
B
C
S
Figura 4 – Carta de Tempo para o circuito do Item 3.
4
Diagramas Esquemáticos e Tabelas Funcionais:
74LS00
74LS32
5