Circuitos combinacionais

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Circuitos combinacionais

  1. 1. CircuitosCombinacionaisCircuito Combinacional é aquele que executa uma expressão lógicaatravés da interligação das várias portas lógicas existentes, sendoque as saídas dependem única e exclusivamente das entradas.Uma Expressão Lógica descreve uma função ou uma operação a serconcretizada por um circuito eletrônico (ou um software), de forma aresolver um determinado problema.1 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  2. 2. Análise do problema e obtenção do circuitocombinacionalPROBLEMA:Suponhamos que você e 2 pilotos estão voando em um avião. Vocêpermanece no local dos passageiros, enquanto os pilotos A e B estãona cabine de comando.Em determinado momento:- o piloto A se junta a você. Este fato não causa preocupação, aindatemos o piloto B em seu posto,Minutos depois:- você descobre que o piloto B também se juntou a vocês.2 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  3. 3. Analisando um problemaCom base em sua habilidade de raciocinar logicamente, você deduz que oavião está sem piloto, e presumivelmente, você soará um alarme de modoque um dos pilotos responderá prontamente à urgência da situação.Alternativamente, suponha que foi fixado no assento de cada piloto umdispositivo eletrônico que fornece: Nível 1 (verdadeiro) - para o assento vazio Nível 0 (falso) - para o assento ocupado.3 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  4. 4. Identificando variáveis e função lógicas:Construiremos um circuito elétrico com dois A B Zconjuntos de terminais de entrada e umconjunto de terminais de saída. O circuito 1 1 1deve ter a propriedade : 1 0 0A = 1 - se o piloto A saiu de seu assento 0 1 0(entrada 1)B = 1 - se o piloto B saiu de seu assento 0 0 0(entrada 2)Z = 1 - se o avião esta sem piloto – tocaralarme (saída) Z = A.B Expressão lógicaVerificamos que a relação entre a ocupaçãodos 2 assentos e o acionamento do alarme é amesma de um circuito com 2 chaves em série, Circuitoisto é, uma porta AND, portanto: 4 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  5. 5. Praticando1) Um fazendeiro chamado João tem um cachorro, que é meio lobo,uma cabra e várias cabeças de couve aguardando para seremtransportadas para o mercado.O fazendeiro possui 2 celeiros, um na região sul e outro na regiãonorte.O fazendeiro, o cachorro, as couves e a cabra estão todos no celeirosul, mas ele tem serviço para executar nos dois celeiros, porém, se ocachorro é deixado com a cabra quando o fazendeiro esta ausente, elemorderá a cabra (desastre 1); se a cabra é deixada com as couves,ela irá come-las (desastre 2).5 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  6. 6. Análise da situaçãoPara evitar ambos os desastres, João nos pediu para construirmos umpequenos circuito com 4 chaves, representando o fazendeiro (em queceleiro ele se encontra), o cachorro, a cabra e as couves.A saída do circuito vai para uma lâmpada que deve acender sempreque houver um desastre iminente. Desta forma o fazendeiro seráavisado sobre o que deverá levar consigo de um celeiro para o outro deforma a evitar problemas. 6 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  7. 7. PASSO 1 – levantamento das variáveis lógicas Variáveis lógicas: J - para representar que o fazendeiro esta no celeiro SUL; - para representar que o fazendeiro esta no celeiro NORTE; D - o cachorro está no celeiro SUL; -o cachorro esta no celeiro NORTE; G – a cabra está no celeiro SUL; –a cabra está no celeiro NORTE; C - as couves estão no celeiro SUL; - as couves estão no celeiro NORTE; L – lampada sinalizadora de desastre.7 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  8. 8. PASSO 2 – levantando as funções lógicasA lâmpada deverá acender quando: 1. O fazendeiro esta no celeiro norte E o cachorro E a cabra estão no celeiro sul, OU se 2. O fazendeiro esta no celeiro norte E a cabra E as couves estão no celeiro sul, OU se 3. O fazendeiro esta no celeiro sul E o cachorro E a cabra estão no celeiro norte, OU se 4. O fazendeiro esta no celeiro sul E a cabra E as couves estão no celeiro norte. 8 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  9. 9. Passo 3 – escrevendo a expressão lógicaPodemos então escrever uma expressão lógica que combina todas aspossibilidades que levariam a um desastre: Desastre = L= . D .G + .C .G + J . . + J . . A lampada acenderá em cada uma das 4 situações, indicando que há um desastre eminente. 9 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  10. 10. Passo 4 – montagem da Tabela Verdade Número de Combinações: N = 2 4 = 16J D G C L0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 1 .C .G0 1 0 0 00 1 0 1 00 1 1 0 1 . D .G0 1 1 1 11 0 0 0 1 J . .1 0 0 1 11 0 1 0 01 0 1 1 01 1 0 0 1 J . .1 1 0 1 01 1 1 0 01 1 1 1 010 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  11. 11. Passo 5 : desenho do circuito lógico11 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  12. 12. ConsideraçõesVerificamos que se construirmos a tabela verdade a partir da expressãovamos perceber que para cada termo da expressão encontraremos duassituações possíveis como:Em . D . G teremos a lâmpada acessa independentemente do valor de C,para esses casos devemos considerar apenas um termo que não contem avariável da qual independe, no caso C.Mais adiante conheceremos técnicas de otimizar essas expressões. 12 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  13. 13. Exercício 3Suponha que um estudante em uma universidade consulta o boletim da escolapara determinar se ele esta ou não apto a matricular-se em um dado curso deeletrônica. Ele descobre que um estudante pode se matricular no curso se eapenas se ele satisfaz as seguintes condições: a) completou pelo menos 60 créditos e é um estudante de engenharia em boa situação (não sob teste), ou b) completou pelo menos 60 créditos e é um estudante de engenharia e tem a aprovação do departamento, ou c) completou menos que 60 créditos e é um estudante de engenharia sob teste, ou d) esta em boa situação e tem a aprovação do departamento, ou e) é um estudante de engenharia e não tem a aprovação do departamento. 13 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  14. 14. Solução exercício 3 - Identificando as variáveis lógicas:A – o estudante completou pelo menos 60 créditos;B – o estudante é um estudante de engenharia;C – o estudante esta em boa situação (não em teste);D – o estudante tem a aprovação do departamentoZ – o estudante pode matricular-se no curso de eletrônica. Escrevendo a equação lógica: Z = ABC + ABD + ABC + CD + BD 14 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  15. 15. Tabela verdadeA B C D Z0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 0 Número de Combinações: N = 2 4 = 160 0 1 1 10 1 0 0 10 1 0 1 10 1 1 0 1 Escrevendo a equação lógica:0 1 1 1 01 0 0 0 01 0 0 1 0 Z = ABC + ABD + ABC + CD + BD1 0 1 0 11 0 1 1 11 1 0 0 11 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1 15 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  16. 16. Exercicio 4 – acionamento de bomba d’àgua O desenho ao lado mostra um processo simples para encher uma caixa dágua a partir do bombeamento da água de um rio próximo:Os sensores de nível alto (H) e de nível baixo(L) são utilizados para determinar oacionamento da bomba (B) e do alarme (A). Os sensores funcionam da seguinteforma:H=L=0 sensor desacionado, ou seja, a água está abaixo dele;H=L=1 sensor acionado, ou seja, a água está sobre ou acima dele.Projete o circuito de controle de acionamento da bomba. 16 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  17. 17. Exercicio 5 – Controle de utilização de umaimpressora A figura ao lado mostra de forma esquemática a conexão de 4 computadores de uma determinada empresa a uma única impressora. Esta conexão é feita através de um circuito de controle. Qual é a expressão que descreve o funcionamento do circuito de controle para garantir que o mesmo obedeça às seguintes prioridades:  setor administrativo (ADM) – prioridade 1  setor pessoal (PES) – prioridade 2  setor de engenharia (ENG) – prioridade 3  setor de vendas (VEM) – prioridade 4 Projete o circuito de controle.17 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais
  18. 18. Exercício 6 – Controle de temperatura de uma estufaUma estufa deve manter a temperatura interna sempre na faixa entre 15 oC e 20oC controladaautomaticamente por um sistema de controle digital. Para isso, foram instalados internamentedois sensores de temperatura que fornecem níveis lógicos 0 e 1 nas seguintes condições: T1 = 1 para temperatura >= 15oC T2 = 1 para temperatura >= 20oCProjetar um circuito combinacional para fazer o controle da temperatura desta estufa atravésdo acionamento de um aquecedor A ou um resfriador R sempre que a temperatura interna cairabaixo de 15oC ou subir acima de 20oC, conforme mostra o diagrama de blocos a seguir A Circuito de controle B T1 T2 18 Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais

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