EDI18701 2016 2 AULA03

Portas Lógicas

Antes mesmo de começarmos a falar sobre Álgebra Booleana, vamos introduzir o conhecimento sobre porta lógicas e suas funções e tabelas verdade utilizadas em sistemas digitais. Vamos ainda, apresentar algumas das principais portas lógicas existente, - não são as únicas, mas as outras portas existentes são combinações destas portas básicas, e todos os circuitos digitais podem ser montados a partir destas portas. Lembrando, que voltaremos a conversar mais tarde sobre toda essa matemática que envolve esse novo conhecimento.

Prof. Douglas A.

AND

A função AND (E) pode ser definida em linguagem natural como 1 se todas as entradas forem 1 e 0 se apenas uma das entradas for 0. Pode se dizer que se trata da "multiplicação" de números binários.

Porta lógica

Expressão algébrica

$S=A.B\,$

Tabela Verdade

(AND)

A B	S
0 0	0
0 1	0
1 0	0
1 1	1

A tabela verdade de uma função básica como a função AND ,possui um conjunto de funções da álgebra booleana e têm

implementação eletrônica através de transistores e são conhecidas como portas lógicas.

OR

A função OR (OU) também pode ser definida em linguagem natural como sendo 0 se todas as entradas forem 0 e 1 se existir uma entrada em 1.

Porta lógica

Expressão algébrica

$S=A+B\,$

Tabela verdade

(OR)

A B	S
0 0	0
0 1	1
1 0	1
1 1	1

NOT

A função NOT é implementada na conhecida porta inversora.

Porta lógica

Expressão algébrica

$S={\bar {A}}$

Tebela verdade

(NOT)

A	S
0	1
1	0

XOR

A função XOR conhecida como ou exclusivo (OR exclusive) é muito parecido com a OR. A saída será 0 se as entradas forem iguais e 1 se forem diferentes.

Porta lógica

Expressão algébrica

$S=A\oplus B$

Tebela verdade

(XOR)

A B	S
0 0	0
0 1	1
1 0	1
1 1	0

Característica Básicas do CI's

Os circuitos integrados digitais estão agrupados em famílias lógicas. As famílias lógicas correspondem a grupos de tecnologias empregadas na construção dos circuitos integrados (CI) digitais. Os CIs numa família são ditos compatíveis e podem ser facilmente conectados pois possuem características comuns como: faixa de tensão de alimentação, velocidade de operação, níveis de tensão de entrada, potência de dissipação, fan-out ( fator de carga de saída = limitação de quantas portas podem ser excitadas por uma única saída).

Famílias lógicas bipolares:

SIGLA	Característica
RTL	Resistor Transistor Logic.	Lógica de transístor e resistência.
DTL	Díode Transistor Logic	Lógica de transístor e díodo.
TTL	Transistor TransistorLogic	Lógica transístor-transístor.
HTL	High ThresholdLogic	Lógica de transístor com alto limiar.
ECL	EmitterCoupledLogic	Lógica de emissores ligados.
I2L	Integrated-InjectionLogic	Lógica de injeção integrada.

Existem outras Famílias lógicas como: CMOS, NMOS, PMOS, MOS, FET. Entre outros. Porém este curso está estruturado com base na família TTL da série 74XX.

Internamente, os componentes desta família são elaborados com a integração de transistores bipolares e na entrada observamos a presença de um transistor com emissor múltiplo.

A série 74 é de uso geral, operando na faixa de temperatura de 0ºC a +70ºC. Os circuitos integrados da família TTL se caracterizam por exigir uma tensão de alimentação de 5V.

Para que a entrada reconheça o nível lógico baixo, é preciso que a tensão seja de 0 a 0,8V. Analogamente, uma entrada alta deve estender-se de 2 a 5V.

Encontramos dentro da família de integrados TTL centenas de funções lógicas, desde portas lógicas, flip flops, decodificadores e comparadores.

A Figura 1 apresenta a configuração de pinos e encapsulamento do CI. Neste curso utilizaremos a configuração DIP (Dual -In-Line-Package), com 14, 16 e 24 pinos.

Figura 1 - Representação dos CIs.

Circuitos Integrados TTL

7404 (6 portas inversoras)

7400 (4 portas NAND)

7402 (4 portas NOR)

7408 (4 portas AND)

7432 (4 portas OR)

74126 (4 buffers com saida 3-state)

7486 (4 portas OU EXCLUSIVO)

7442 (decodificador BCD para decimal)

7447 (decodificador para display 7 segmentos)

74153 (multiplexador de 4 entradas e 1 saída)

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