DI2022802 2024 1 AULA11: mudanças entre as edições

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=Laboratório 3=
=Lista de Exercícios para AT2=


;INTRODUÇÃO: O terceiro experimento da turma de Digital 2 da Engenharia vai ser realizado no LabMIC (sala 104) entre 13h30min e 17h30min. Vamos testar um contador crescente utilizando um único circuito integrado (CI) funcionando com relógio (''clock'') de 1Hz. O experimento está dividido em duas etapas: A primeira trata-se de montar um contador crescente de 0 a 9 com o integrado 7490, mostrando o resultado em um conjunto de 4 LEDs. A segunda etapa é mostrar as saídas num ''display'' de 7 seguimentos através de um um circuito BCD 7447. A Figura 1 mostra o esquemático do contador completo.
==Parte 1 - Registradores==


[[Imagem:fig110_DIG222802.png|center|750px|border]]
:1. Para que são utilizados os registradores?
<center>
:2. Quais as principais diferenças entre registradores porta "paralela" e porta "serial"?
Figura 1 - Circuito do contador crescente com CI 7490, decodificador 7447 e ''display'' de 7 segmentos.
:3. Quais os quatro tipos básicos de registradores?
</center>
:4. Considerando o sentido do movimento dos dados, como podem ser os registradores?
:5. Por que que num registrador de deslocamento feito a partir de FF JK eu preciso colocar a porta inversora na  frente do primeiro FF entre J e K?
:6. Desenhe um diagrama de blocos de um registrador feito com FF JK com deslocamento para esquerda.
:7. Quais as características do CI 74HC166?
:8. O que há de errado na Figura 10 - Registrador tipo porta paralela. (pra quem assistiu a videoaula)
:9. Com base na Figura 11 - Tranferência serial entre registradores. Responda:
::a) Quantos pulsos de clock eu preciso para transferir os dados da registrador X para o registrador Y?
::b) Considerando que agora o primeiro registrador (X) esta vazio, quantos pulsos clock eu precisaria?
::c) Quantos pulsos de clock eu precisaria para tranferir 12 bits? (considerando X e Y vazios)
:10. Como ficaria o diagrama de blocos que representasse a transferência paralela de registradores de 3 bits?
:11. Como funciona o registrador contador em anel? Simule. Funcionou?
:12. Como funciona o registrador contador johnson? Simule. Funcionou?
:13. O que é o "tecerceiro" estado de uma saída (tristate)?
:14. Escolha um CI de Registradores, exceto 74166 e 74195, faça o diagrama de pinagem, tabela verdade e resumo do tipo de registrador do CI escolhido (datasheet).  


==Parte 2 - Codificadores==


;PRÉ-LABORATÓRIO
:1. Desenhe os circuitos lógicos para o codificador e decodificador BCD 8421 e Exesso3.
:2. Projetar os seguintes conversores de código:
::a) Excesso 3 para BCD 8421;
::b) BCD 8421 para 2 entre 5;
::c) BCD 8421 para Johnson;
::d) BCD 8421 para Gray;
::e) Gray para BCD 8421.
:3. Desenhe o  circuito do conversor BCD para 7 segmentos.


:a) Desenhe e identifique os pinos do CI 7490;
==Parte 3 - MUX e DEMUX==
:b) Descreva:
:: - Suas formas de operação;
:: - Os pinos de entrada e de saída;
:: - Características principais.
:c) Verifique o ''clock'' máximo e tempos de propagação;
:d) Quando e porque se utiliza a interligação dos pinos QA com Input B;
:e) Para que serve e como são utilizados os pinos R<sub>0(1)</sub>, R<sub>0(2)</sub>, R<sub>9(1)</sub> e R<sub>9(2)</sub>;
:f) Utilizando diagrama de blocos, desenhe o 7490 com as conexões e pinagem adequada para contar de 0 a 9 (contagem binária). Deve-se contemplar também um decodificador BCD e um display de 7 segmentos. Não esqueça de colocar todos os pinos dos componentes como: (Vcc, Gnd, RBI, RBO).


:1. O que faz um multiplexador (MUX)?
:2. Internamente como é constituído um MUX?
:3. Para um MUX de 32 entradas precisamos de quantas linhas de endereço?
:4. Construa um circuito MUX de 32 entradas a partir de MUX de 4 entradas.
:5. O que é o circuito 74151? Quais as suas características básicas?
:6. Desenhe um MUX de 8 entradas a partir do CI 74153.
:7. Pra que serve um demultiplexador (DEMUX)?
:8. Como é constituído internamente um DEMUX?
:9. Para um DEMUX de 64 saídas eu preciso de quantas linhas de endereço?
:10. O que é o circuito 74154? Quais as suas características básicas?
:11. Desenhe um MUX de 8 entradas a partir do CI 74155.
:12. Cite algumas aplicações de MUX e DEMUX.
:13. O que são as redes SDH e PDH?
:14. O que é PCM e TDM?
:15. O que é um canal E1?


==Parte 1 - Contador com 7490==
==Parte 4 - Memórias==


;OBJETIVO: Montar somente o contador crescente de 0 a 9 com CI 7490 apresentando o resultado das saídas (Q0, Q1, Q2 e Q3) em 4 LEDs da bancada digital.  
:1. O que é memória?
:2. Para que serve a memoria principal em computador digital?
:3. O que flip-flop tem haver com memória?
:4. Memórias podem ser classificadas de acordo com algumas características. Quais são essas características?
:5. Qual a diferença entre acesso sequencial e acesso aleatório?
:6. Explique e dê exemplos do que são memórias voláteis e não voláteis.
:7. O que significa que uma memória é dita só de leitura? Então, como ela foi gravada?
:8. Qual a diferença entre memórias estáticas e dinâmicas?
:9. O que é uma célula de memória e quantos bits pode armazenar?
:10. O que é uma palavra de memória? Quantos bits tem um byte?
:11. O que é capacidade de armazenamento com relação a memórias?
:12. Qual a capacidade total (em bits e bytes) de uma memoria que possui 1024 palavras de 32 bits?
:13. Um certo chip de memória semicondutora é especificado como 16k X 4. a) Quantas palavras podem ser armazenadas neste chip? b) Qual é o tamanho da palavra? c) Quantos bits este chip pode armazenar no total? Apresente os cálculos.
:14. Qual das memórias armazena mais bits: uma memória de 512M X 8 ou uma memória que armazena 256M palavras com um tamanho de palavra de 16 bits? Apresente os cálculos.
:15. O que torna uma memória mais densa ou menos densa?
:16. O que é e para que serve um endereço de memória?
:17. Explique o que é uma operação de leitura de memória.
:18. Explique o que é uma operação de escrita na memória.
:19. O que é tempo de acesso de uma memória e como é medido esse tempo?
:20. O que acontece se a energia de uma memória volátil é interrompida?
:21. Qual a diferença entre uma memória RAM e uma memória SAM?
:22. Descreva os princípios de operação de uma memória RAM.
:23. Qual a diferença entre habilitar uma memória ou de energizá-la?
:24. Faça uma breve pesquisa sobre o que são os dispositivos de estado sólido (SSD) e o que o usuário comum precisa saber antes de comprar um para seu computador.


=Extra=


:* [http://wiki.sj.ifsc.edu.br/images/e/e4/Exerc%C3%ADcios_-_Registradores.pdf Download Exercícios - Registradores]


;PROCEDIMENTO
#Formar até 8 equipes com até 2 integrantes;
#Montar o circuito na banca digital, o CI deve ficar  com chanfro voltado para cima;
## Fazer a ligação de VCC e GND;
## Fazer a ligação de R<sub>0(1)</sub>, R<sub>0(2)</sub>, R<sub>9(1)</sub> e R<sub>9(2)</sub> em GND;
## Fazer a ligação de Q0 com CKB;
## Fazer a ligação das saídas Q0, Q1, Q2 e Q3 em 4 LEDs (adjacentes);
## Fazer a ligação de BI/RBO, RBI e LT, pinos 3, 4 e 5 do 7447, em VCC;
## Fazer a ligação de ''clock'' a partir do oscilador (555) ou da bancada digital com frequência de 1Hz;
#Testar o funcionamento e fazer as correções necessárias e ligações que por ventura estiverem faltando.
==Parte 2 - Ligação com o decodificador e ''display''==
;OBJETIVO: Montar o restante do circuito conectando as saídas do contador nas entradas do CI 7447 (decodificador) para serem exibidas num ''display'' de 7 segmentos.
;PROCEDIMENTO
#Mesmas equipes;
#Montar os demais circuitos na banca digital, os CIs devem ficar com chanfro voltado para cima;
## Fazer a ligação de VCC e GND;
## Fazer a ligação entre os CIs e entre os CI e ''display'' de 7 segmentos;
## Fazer a ligação de BI/RBO, RBI e LT em VCC;
## Fazer a ligação com de VCC com o ''display'' de 7 segmentos através de um resistor de 220 ohms;
#Testar o funcionamento e fazer as correções necessários e ligações que por ventura estiverem faltando.
=Material Utilizado=
#CI 7490 (contador decádico)
#CI 7447 (conversor BCD 7 seg)
#Circuito com CI 555 de 1Hz (pronto)
#''Display'' de 7 segmento anodo comum
#Resistor de 220/330 ohms
#Cabos diversos
#Bancada digital
==Diagramas de Conexão==
[[Imagem:fig111_DIG222802.png|center|650px]]
<center>
Figura 2 - Diagrama de Conexões e Tabela de Funções do CI 7490.
</center>
[[Imagem:CI_7447.png|center|350px]]
<center>
Figura 3 - Esquemático do CI 7447 - Conversor BCD 7 segmentos.
</center>
[[Imagem:fig89_DIG222802.png|center|400px]]
<center>
Figura 4 - Display de 7 segmentos um dígito - catodo e anodo comum.
</center>
=Relatório=
O relatório '''completo''' deverá ser postado em PDF no SIGAA dentro do prazo combinado para atividade. O relatório pode ser digital, escrito manualmente ou mesclado, ou seja, parte de texto digitada com parte de desenho feita manualmente e escaneada. E deve conter os elementos mencionados em Modelo/Conteúdo.
==Modelo/Conteúdo==
<b>1 Identificação:</b>
:1.1 Título do Relatório <span style="color:#708090;">''Nome do experimento.'' </span>
:1.2 Nome do professor <span style="color:#708090;">''Nome completo sem abreviaturas.'' </span>
:1.3 Data <span style="color:#708090;">''Dia/mês/ano em que foi realizado.'' </span>
:1.4 Curso <span style="color:#708090;">''Nome do curso. </span>
:1.5 Unidade Curricular <span style="color:#708090;">''Nome da unidade curricular.''</span>
:1.6 Nome do aluno <span style="color:#708090;">''Nome completo do(s) aluno(s) sem abreviações.''</span>
<b>2 Objetivos</b>
:2.1 Objetivos Gerais <span style="color:#708090;">''Descreva os objetivos gerais. Ex. Testar o funcionamento do circuito...''</span>
:2.2 Objetivos Específicos <span style="color:#708090;">''Descreva objetivos específicos (se houver). Ex. Preencher a tabela verdade...''</span>
<b>3 Experimento</b>
:3.1 Circuito realizado <span style="color:#708090;"> é o ''Diagrama de blocos e suas conexões, bem como das portas lógicas e/ou CIs (TTL) utilizados. Ex. 7408, 7474, 7486...''</span>
:3.2 Componentes utilizados <span style="color:#708090;">''Listar, um abaixo do outro, o nome dos componentes utilizados como: portas lógicas, circuitos integrados (CI), elementos de entrada e saída dos circuitos (LEDs, resistrores...).''</span>
:3.3 Diagrama de pinagem <span style="color:#708090;"> é o ''Desenho dos CIs com blocos internos e a identificação de todos os pinos.''</span>
<b>4 Resultados e Discussões</b> <span style="color:#708090;">'' Aqui você vai descrever, em linguagem técnica, como foi comprovado (ou não) o funcionamento do circuito. Ex. Quando eu colocava 1 na entrada X a saída Y ia para 0 enquanto a saída Y\ ia para 1. Não deixar de destacar situações especiais e mesmo o funcionamento de portas lógicas e circuitos envolvidos.''</span><br>
<b>5 Conclusões</b><span style="color:#708090;">'' Aqui você deve escrever uma opinião pessoal sobre o experimento e ligação com o conteúdo das aulas e material do SIGAA/WiKi.''</span>
==Critérios avaliativos==
Com base no Modelo/Conteúdo - Item X: pontuação:
::Item 1: 1
::Item 2: 1
::Item 3: 3
::Item 4: 4
::Item 5: 1
::'''Resultado''': 10
=Referências=
[1] [https://www.jameco.com/Jameco/Products/ProdDS/50690.pdf Datasheet 7490 - Contador Decádico]
[2] [http://www.farnell.com/datasheets/59373.pdf Datasheet 7447 - Decodificar BCD para 7 Segmentos]




Edição atual tal como às 13h57min de 25 de março de 2024

1 Lista de Exercícios para AT2

1.1 Parte 1 - Registradores

1. Para que são utilizados os registradores?
2. Quais as principais diferenças entre registradores porta "paralela" e porta "serial"?
3. Quais os quatro tipos básicos de registradores?
4. Considerando o sentido do movimento dos dados, como podem ser os registradores?
5. Por que que num registrador de deslocamento feito a partir de FF JK eu preciso colocar a porta inversora na frente do primeiro FF entre J e K?
6. Desenhe um diagrama de blocos de um registrador feito com FF JK com deslocamento para esquerda.
7. Quais as características do CI 74HC166?
8. O que há de errado na Figura 10 - Registrador tipo porta paralela. (pra quem assistiu a videoaula)
9. Com base na Figura 11 - Tranferência serial entre registradores. Responda:
a) Quantos pulsos de clock eu preciso para transferir os dados da registrador X para o registrador Y?
b) Considerando que agora o primeiro registrador (X) esta vazio, quantos pulsos clock eu precisaria?
c) Quantos pulsos de clock eu precisaria para tranferir 12 bits? (considerando X e Y vazios)
10. Como ficaria o diagrama de blocos que representasse a transferência paralela de registradores de 3 bits?
11. Como funciona o registrador contador em anel? Simule. Funcionou?
12. Como funciona o registrador contador johnson? Simule. Funcionou?
13. O que é o "tecerceiro" estado de uma saída (tristate)?
14. Escolha um CI de Registradores, exceto 74166 e 74195, faça o diagrama de pinagem, tabela verdade e resumo do tipo de registrador do CI escolhido (datasheet).

1.2 Parte 2 - Codificadores

1. Desenhe os circuitos lógicos para o codificador e decodificador BCD 8421 e Exesso3.
2. Projetar os seguintes conversores de código:
a) Excesso 3 para BCD 8421;
b) BCD 8421 para 2 entre 5;
c) BCD 8421 para Johnson;
d) BCD 8421 para Gray;
e) Gray para BCD 8421.
3. Desenhe o circuito do conversor BCD para 7 segmentos.

1.3 Parte 3 - MUX e DEMUX

1. O que faz um multiplexador (MUX)?
2. Internamente como é constituído um MUX?
3. Para um MUX de 32 entradas precisamos de quantas linhas de endereço?
4. Construa um circuito MUX de 32 entradas a partir de MUX de 4 entradas.
5. O que é o circuito 74151? Quais as suas características básicas?
6. Desenhe um MUX de 8 entradas a partir do CI 74153.
7. Pra que serve um demultiplexador (DEMUX)?
8. Como é constituído internamente um DEMUX?
9. Para um DEMUX de 64 saídas eu preciso de quantas linhas de endereço?
10. O que é o circuito 74154? Quais as suas características básicas?
11. Desenhe um MUX de 8 entradas a partir do CI 74155.
12. Cite algumas aplicações de MUX e DEMUX.
13. O que são as redes SDH e PDH?
14. O que é PCM e TDM?
15. O que é um canal E1?

1.4 Parte 4 - Memórias

1. O que é memória?
2. Para que serve a memoria principal em computador digital?
3. O que flip-flop tem haver com memória?
4. Memórias podem ser classificadas de acordo com algumas características. Quais são essas características?
5. Qual a diferença entre acesso sequencial e acesso aleatório?
6. Explique e dê exemplos do que são memórias voláteis e não voláteis.
7. O que significa que uma memória é dita só de leitura? Então, como ela foi gravada?
8. Qual a diferença entre memórias estáticas e dinâmicas?
9. O que é uma célula de memória e quantos bits pode armazenar?
10. O que é uma palavra de memória? Quantos bits tem um byte?
11. O que é capacidade de armazenamento com relação a memórias?
12. Qual a capacidade total (em bits e bytes) de uma memoria que possui 1024 palavras de 32 bits?
13. Um certo chip de memória semicondutora é especificado como 16k X 4. a) Quantas palavras podem ser armazenadas neste chip? b) Qual é o tamanho da palavra? c) Quantos bits este chip pode armazenar no total? Apresente os cálculos.
14. Qual das memórias armazena mais bits: uma memória de 512M X 8 ou uma memória que armazena 256M palavras com um tamanho de palavra de 16 bits? Apresente os cálculos.
15. O que torna uma memória mais densa ou menos densa?
16. O que é e para que serve um endereço de memória?
17. Explique o que é uma operação de leitura de memória.
18. Explique o que é uma operação de escrita na memória.
19. O que é tempo de acesso de uma memória e como é medido esse tempo?
20. O que acontece se a energia de uma memória volátil é interrompida?
21. Qual a diferença entre uma memória RAM e uma memória SAM?
22. Descreva os princípios de operação de uma memória RAM.
23. Qual a diferença entre habilitar uma memória ou de energizá-la?
24. Faça uma breve pesquisa sobre o que são os dispositivos de estado sólido (SSD) e o que o usuário comum precisa saber antes de comprar um para seu computador.

2 Extra


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