




























































































Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Prepare-se para as provas
Estude fácil! Tem muito documento disponível na Docsity
Prepare-se para as provas com trabalhos de outros alunos como você, aqui na Docsity
Encontra documentos específicos para os exames da tua universidade
Prepare-se com as videoaulas e exercícios resolvidos criados a partir da grade da sua Universidade
Responda perguntas de provas passadas e avalie sua preparação.
Ganhe pontos para baixar
Ganhe pontos ajudando outros esrudantes ou compre um plano Premium
Apostila Teoria e Prática
Tipologia: Notas de estudo
1 / 119
Esta página não é visível na pré-visualização
Não perca as partes importantes!





























































































Eletrônica Digital Teoria e Prática Colégio Técnico Henrique Hennry
APRESENTAÇÃO
A eletrônica Digital é uma nova etapa na eletrônica que servira como Base inicial para o conhecimento de todos os sistemas que conhecemos na tecnologia dos tempos atuais, tal qual envolve uma gama muito grande da base de eletrônica geral e eletrônica de potencia e eletricidade. Este conhecimento prévio pode através da eletrônica digital aprimorar o conhecimento das técnicas de sistemas digitais que atualmente usamos como computadores, televisores, vídeo games, calculadoras, sistemas de alarmes, etc....
Este material de estudo envolve a teoria e a prática em laboratório para uma melhor compreensão do assunto estudado. A compreensão é de fundamental importância para o decorrer do curso, pois trata de fundamental interesse nosso, o seu sucesso, e que os assuntos aqui tratados, possa dar um melhor desempenho e satisfação profissional.
O material é de fácil compreensão, e lhe servira como guia de estudos dentro do plano de ensino traçado, não substituindo outras fontes de pesquisas para aprofundamento dos assuntos relacionados. Exigido apenas do aluno atenção, para que possa interpretar corretamente o material, para facilitar o entendimento será exemplificado da melhor forma, seguido por exercícios para que possa treinar o aprendido e fazer a verificação da sua aprendizagem.
Eletrônica Digital Teoria e Prática Colégio Técnico Henrique Hennry
Exemplo: Quais dos itens a seguir referem-se à forma de representação digital e quais se referem a analógica:
a) Chave de dez posições b) A corrente elétrica na tomada na parede c) A temperatura de uma sala d) Grãos de areia na praia e) Velocímetro de automóvel
Solução: a) Digital b) Analógica c) Digital d) Digital. Uma vez que o número de grãos pode assumir apenas um determinado número de valores discretos (inteiros) e não qualquer valor possível dentro de um intervalo contínuo. e) Analógico, se o velocímetro for do tipo de ponteiro; digital se possuir um mostrador numérico.
O sistema decimal é composto de 10 algarismos ou símbolos. Estes 10 símbolos são 0, I, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 e 9. Utilizando estes símbolos como dígitos de um número, podemos expressar qualquer quantidade. O sistema decimal é também chamado de sistema de base 10 porque possui 10 dígitos e evoluiu naturalmente do fato de que as pessoas têm 10 dedos. De fato, a palavra "dígito" é derivada da palavra latina usada para denominar "dedo".
O sistema decimal é um sistema de valor posicional, isto é, um sistema no qual o valor do dígito depende de sua posição. Por exemplo: considere o número decimal 453. Sabemos que o dígito 4, na verdade, representa 4 centenas; o 5 representa 5 dezenas e o 3 representa 3 unidades. Em essência o 4 possui o maior peso dos três dígitos; a ele nos referimos como dígito mais significativo (MSD - Most Signifícant Digit). O 3 possui o menor peso e é chamado de dígito menos significativo (LSD – Least Significant Digit).
Considere outro exemplo, 27,35. Este número é na verdade igual a 2 dezenas mais 7 unidades mais 3 décimos mais 5 centésimos, ou 2 X 10 + 7 X 1 + 3 X 0,1 + 5 X 0, 01. A vírgula decimal é usada para separar a parte inteira da parte fracionária do número.
De modo mais rigoroso, as várias posições relativas à vírgula decimal possuem pesos que podem ser expressos em potências de 10. Isto pode ser visto na Fig.1-1, onde o número 2745,214 está representado. A vírgula decimal separa
Eletr
as p é en
(2 X 10 -3^ )
Em g do d
Fi
Infel satis um e tens fácil com siste para usad
No s
dígit pode siste ele u O sis biná Isto
rônica Digi otências p ntão igual a
10 +3^ ) + ( )
geral, qual dígito pelo s
ig.1-1 Valore
izmente, o sfatoriamen equipamen ão (um pa implemen dois nívei ema de num a suas ope dos em con
sistema bin tos ou bits e ser usad ema decim utilizará um stema biná rio possui é ilustrado
ital Teoria e positivas de a
X 10+2) +
lquer núme seu peso d
es posicion
o sistema d nte em sist nto eletrôn ara cada alg tar circuito s de tensã meração b rações, em njunção co
nário existe (dígitos bi o para rep al ou em q m número m ário també seu própri o na Fig.1-
e Prática e 10, daqu
ero é simp devido à su
ais do siste
decimal nã temas digi ico que po garismo de os eletrônic ão. Por est binário (bas mbora outr om o sistem
em apenas
presentar q qualquer ou maior de d m é um sis o valor ou
elas que s
plesmente a ua posição
ema de num
ão se presta tais. Por e ossa trabal ecimal, do cos simple a razão, q se 2) como ros sistema ma binário
s dois símb e 1. Ainda qualquer va utro sistem dígitos biná stema de v peso expr
Colégio são negativ
a soma do o.
eração deci
a para ser exemplo: é har com 10 0 ao 9). P s e preciso uase todo o sistema d as de nume .
bolos ou va assim, est alor que po ma. Entreta ários para e valor posic resso como
Técnico He vas. O núm
os produtos
imal são pot
implemen bastante d 0 níveis dif Por outro la os que ope sistema di de numera eração, às
alores poss te sistema ossa ser re anto, de um expressar cional, onde o uma potê
Henrique He mero 2745,
s de cada v
tências de 1
ntado difícil proje ferentes de ado, é muit erem some igital usa o ação básico s vezes, se
síveis para de base 2 epresentad m modo ge um dado v e cada díg ência de d
ennry , 214
valor
1 0.
etar e to ente o o ejam
a os
do no eral, valor. gito ois.
Eletr
Agor digita para mes tens med 4,3V Esta gera pelo de c tens
Um divis divis quoc prim MSB
Lem difer de 0 O m de u
Usan 2 N^ , 2
Dado cada eleva uma
rônica Digi ra, podemo ais. Nos si a as tensõe mo que um ão é impor dida por um V. Em outra a caracterís almente ma qual os va component ão).
método pa sões por 2. sões do nú ciente 0 se meiro resto B (Bit Mais
1 Faixa de
mbre-se de rentes varia 00002 até 1 aior valor d um modo g
ndo N bits 2, 1 num to
o um núme a número q ado à posi a potência
ital Teoria e os notar um istemas dig es mostrad ma tensão rtante. Por m transduto as palavras stica signif ais difícil do alores exat es, pela te
ara convert
. A convers mero deci eja obtido. como o LS Significati
e Contage
que usand ando de 0 1112 , ou s decimal é eral, pode
s, podemo otal de 2N
ero N, biná que o com ição que o positiva e à
e Prática ma signific gitais, o va das na Fig. de 4,3V. E r exemplo, or, 3,6 V re s, o valor d fica que o p o que o pro tos de tens emperatura
ter número são, ilustra mal por 2 e Note que o SB (Bit Me vo).
m
do N bits p até 2N^ –1. seja, de 0 10 24 –1 = 15, mos afirma
os represe valores.
ário, para e põe (bit), m cupa. Uma à direita, u
cativa difer alor exato d .1-3(a), um Em sistema se uma te epresentar da tensão projeto de rojeto de ci sões são a a e pelo ru
os decimai ada adiante e a escrita o resultado nos Signifi
podemos co Por exem 0 até 15 10 t , e existem ar:
entar valo
expressá-lo multiplicado a posição à uma potênc
Colégio rença entre da tensão ma tensão d as analógi ensão é pro ia uma tem possui info circuitos a ircuitos dig afetados po ído (flutuaç
s inteiros u e para 25 10 a do resto d o binário é icativo) e o
ontar 2N^ va mplo, para N totalizando m 2^4 númer
res decim
o em decim o pela bas à esquerda cia negativ
Técnico He e sistemas não é impo de 3,6V sig cos, o valo oporcional mperatura d ormação si analógicos gitais, em ra or variaçõe ções randô
utiliza suce 0 , requer r de cada div obtido esc o último res
alores dec N = 4, pode o 16 númer os diferent
mais varian
mal, deve-s se do sistem a da vírgul va. A soma
Henrique He analógico ortante. As gnifica o or exato da à tempera diferente d ignificativa precisos é razão do m es em valo ômicas de
essivas repetidas visão até q crevendo-s sto como o
imais emos cont ros diferen tes. Portan
ndo de 0 a
se escreve ma (base = la represen a de cada
ennry os e ssim,
a atura de a. é modo ores
que o se o o
tar ntes. nto,
até
er = 2), nta
Eletr
mult real
Exem
23 22 1 0 (1X
05 –
O sis com sign dígit num
8
Um mult
(^3728)
Um das o fat
Note octa
A pr conv octa
rônica Digi tiplicação d representa
mplo: Conv 2 21 20 1 1 = (
= 8
- Sistem
stema de n putadores ificando qu to de um n m número o
84 83
número oc tiplicando-s
8 = 3 X (8^2 ) = 3 X 64 = 250 10
inteiro dec divisões s tor de divis
e que o pri l, e o últim
incipal van versões po l para biná
ital Teoria e de cada díg ado. Vejam
verter o nu
ma de N
numeração digitais. O ue tem oito úmero octa octal têm pe
82 81
ctal pode s se cada díg
) + 7 X (8^1 )
cimal pode ucessivas são 8 em v
meiro resto mo resto se
ntagem do odem ser fe ário é realiz
e Prática gito binário mos o exem
umero biná
Numera
o octal é m O sistema d o dígitos po al pode ter esos, com
ser facilmen gito octal p
) + 2 X (8^0 ) 2 X 1
ser conve que foi usa vez de 2. U
o se torna torna o dí
sistema de eitas entre zada conve
o pelo valo mplo a seg
ário 1011 e
ação Oc
muito impor de numera ossíveis: 0 r valores d o segue:
8 -2^8 -
nte conver pelo seu pe
)
ertido para ado na con Um exempl
o dígito m ígito mais s
e numeraç e números ertendo-se
Colégio or das potê guir:
em decima
tal
rtante no tr ação octal t 0, 1, 2, 3, 4 e 0 a 7. As
rtido para s eso posicio
octal utiliz nversão de o é mostra
enos signi significativ
ção octal é binários e e cada dígi
Técnico He ências resu
l
rabalho co tem base o , 5, 6 e 7. A s posições
seu equiva onal. Por e
ando o me ecimal-biná ado a segu
ficativo (LS o (MSD).
é a facilidad octais. A c to octal no
Henrique He ulta no núm
m oito, Assim, cad s dos dígito
alente deci exemplo:
esmo méto ário, mas c uir.
SD) do núm
de com qu conversão os três bits
ennry mero
da os
mal
odo com
mero
e de
Eletr
O sis símb com deci dígit "hex
Um fato
um p O pr
(^3561)
rônica Digi
stema de n bolos poss o os 16 sím mal. Note tos binários xadecimal"
número he de que ca O LSD tem peso de 16 rocesso de
16 = (3 X 16 = 768 + = 854 10
16 = (2 X 1 = 512 + = 687 10
ital Teoria e
numeração síveis. Ele u mbolos. A que cada d s. É import ) A até F s
exa pode s da posição m um peso 61 = 16; a p e conversã
62 ) + (5 X 80 + 6
e Prática
o hexadeci usa os díg Tabela 1- dígito hexa tante lemb são equiva
ser convert o de digito de 16^0 = 1 próxima te o é demon
161 ) + (6 X
imal usa a itos 0 a 9 m 2 mostra a adecimal r brar que os lentes aos
tido para s hexa tem 1; a próxim em um peso nstrado nos
X 16^0 )
Colégio
base 16. A mais as let as relações epresenta s dígitos he s valores de
eu equival um peso q ma posição o de 16^2 = s exemplo
Técnico He
Assim, ele tras A, B, C s entre hex um grupo exa (abrevi ecimais 10
ente decim que é uma de dígito m 256 e ass s a seguir:
Henrique He
e tem 16 C, D, E e F xadecimal de quatro iatura de 0 até 15.
mal usando potência d mais alta t sim por dia :
ennry
e
o o de tem ante.
Eletr
Note conv
Para
Rele deci deci
Repa núm pela
Assi hexa repre núm de q
9F2 1
Para
A co núm para com
rônica Digi
e que no se versão par
a praticar v
embre fizem mal-octal u mal hexad
are novam mero hexa. s letras de
m como o adecimal é esentação mero hexa e quatro bits
16 =^9 ↓ = 1001 = 100111
a praticar v
onversão d mero binário a seu equiv pletar um
ital Teoria e
egundo ex ra decimal.
verifique qu
mos conve usando suc decimal pod
mente que o Note tamb e A até F.
sistema d é usado pri o de númer em binário (Tabela 1-
F 2 ↓ ↓ 1111 00 (^1110010 )
verifique BA
e binário p o é reunido valente díg grupo de q
e Prática
xemplo o va
ue 1BC2 (^16)
ersões dec cessivas d dem ser fe
os restos d bém que qu
e numeraç ncipalmen ros binários
. Cada díg -2). Isto é i
2 ↓ 010
para hexa é o em grupo gito hexa. Z quatro bits
alor 10 sub
6 é igual a 7
cimal-binár divisões po eitas usand
do process ualquer res
ção octal, o nte como u s. É relativ gito hexa é lustrado a
é apenas o os de quat Zeros são a (vide som
Colégio
bstituiu o A
io usando or 8. Do me do sucessiv
so de divisã sto maior d
o sistema d m método vamente si convertido seguir par
o inverso d ro bits, e c adicionado mbreado).
Técnico He
A e o valor
sucessivas esmo modo vas divisõe
ão formam do que 9 é
de numera "compacto mples con o para seu
do process cada grupo os, se nece
Henrique He
15 o F na
s por 2, e o, convers es por 16.
m os dígitos é represent
ação o" para verter um equivalen
so anterior. o é convert essário, pa
ennry
sões
s do tado
nte
tido ara
Eletrônica Digital Teoria e Prática Colégio Técnico Henrique Hennry
Questões de Revisão
Quando números, letras ou palavras são representados por um grupo especial de símbolos, dizemos que estão codificados, e o grupo de símbolos é chamado de código. Provavelmente um dos códigos mais conhecidos é o código Morse, em que uma série de traços e pontos representam as letras do alfabeto.
Já vimos que qualquer número decimal pode ser representado por um número binário equivalente. O grupo de 0s e 1s no número binário pode ser imaginado como um código representando o número decimal. Quando um número decimal é representado por seu número binário equivalente, denomina-se codificação binária pura.
Todos os sistemas digitais utilizam alguma forma de números binários para suas operações internas, mas o mundo exterior é decimal por natureza. Isto significa que conversões entre os sistemas decimal e binário são realizadas frequentemente. Vimos que conversões entre decimal e binário podem se tornar longas e complicadas para números grandes. Por essa razão, um meio de codificar números decimais que combina algumas características tanto do sistema decimal quanto do sistema binário é usado em certas situações.
Código Decimal Codificado em Binário
Se cada dígito de um número decimal é representado por seu equivalente binário, o resultado é um código chamado decimal codificado em binário (daqui para a frente abreviado como BCD, do inglês Binary-Coded-Decimal). Como um dígito decimal pode assumir o valor 9, quatro bits são necessários para codificar cada dígito (o código binário para 9 é 1001).
Eletrônica Digital Teoria e Prática Colégio Técnico Henrique Hennry
Para ilustrar o código BCD, considere um número decimal como 874. Cada dígito é substituído pelo seu equivalente binário do seguinte modo:
8 7 4 (decimal) ↓ ↓ ↓ 1000 0111 0100 (BCD)
Como um outro exemplo, vamos transformar 943 para sua representação no código BCD:
9 4 3 (decimal) ↓ ↓ ↓ 1001 0100 0011 (BCD)
Mais uma vez, cada dígito decimal é trocado pelo seu binário equivalente puro. Note que sempre são usados quatro bits para cada dígito.
O código BCD, portanto, representa cada dígito do número decimal por um número binário de quatro bits. Obviamente apenas os números binários de quatro bits de 0000 até 1001 são usados. O código BCD não utiliza os números 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 e 1111. Em outras palavras, somente 10 dos 16 grupos possíveis de quatro bits são usados. Se algum número de quatro bits "proibido" ocorrer numa máquina usando o código BCD, usualmente é uma indicação de que um erro aconteceu.
A Tabela 1-3 mostra a representação dos números decimais de 0 até 15 nos sistemas de numeração binário, octal, hexadecimal e no código BCD. Examine- a cuidadosamente e esteja certo de compreender como ela foi obtida. Observe especialmente como a representação BCD sempre usa quatro bits para cada dígito decimal.
Eletr
Solu Assi
Este
Com mod desig cara com Bool escr atrav lógic parti com form utiliz
A álg conv dois pode gera ou n siste situa qual bool do n Diz-s níve
rônica Digi ução: Cad m, um núm
es 24 bits e
mo foi menc do binário o gnações 0 acterísticas o uma ferr leana é um rever a rela vés de um cos mais e ir dos quai o a operaç mados pela zando a álg
gebra bool vencional. valores pe e em mom almente uti nos termina ema digital ado no inte quer nível eanos não nível de ten se que o n l lógico 1,
ital Teoria e a dígito de mero decim
equivalem
cionado an onde cada 0 e 1 repres s dos circui ramenta de ma ferrame ação entre a equação lementares s todos os ção das dif combinaç gebra bool
leana poss Na álgebra ermitidos 0 entos difer lizadas pa ais de entra , o valor bo ervalo entre de tensão o são núme nsão de um nível de ten dependen
e Prática ecimal é co mal de seis
a três byte
nteriormen tensão de sentam int itos digitais e análise e enta matem a(s) saída o (expressã s, as porta s outros circ ferentes po ção de port eana.
sui uma dif a booleana 0 ou 1.Uma rentes ser ra represe ada/saída ooleano 0 e 0 e 0,8V, o situado no eros de fat ma variáve nsão em um do do seu
onvertido p s dígitos re
es. Isto é il
te os circu e saída ou tervalos de s nos perm e projeto de mática rela a(s) de um ão boolean as lógicas, rcuitos lógic ortas lógica tas lógicas
ferença fun a, constant a variável b igual a 0 o entar o níve do circuito é dado pa , enquanto o intervalo to mas, ao l ou, como m circuito d valor num
Colégio para um có equer 24 bi
lustrado a
uitos digitai entrada te e tensão pr mite utilizar e circuitos tivamente circuito lóg na). Estuda que são b cos são co as e de cir s, podem s
ndamental tes e variá booleana é ou 1. Variá el de tensã o. Por exem ara qualque o o valor bo o entre 2 a contrário, o é chamad digital está mérico de fa
Técnico He ódigo BCD ts.
seguir.
s (lógicos) m o valor 0 redefinidos r a álgebra digitais. A simples qu gico e sua aremos os locos fund onstruídos. rcuitos mai er descrita
em relaçã áveis possu é uma qua veis boole ão presente mplo, em u er nível de ooleano 1 5 V. Assim represent do, o seu n á no nível l ato. Em lóg
Henrique He de quatro
) operam d 0 ou 1. As s. Estas a booleana A álgebra ue nos per as entrada circuitos damentais
. Veremos is complex as e analisa
ão à álgebr uem apena antidade qu eanas são e nas ligaç um certo tensão é dado pa m 0 e 1 tam o estad nível lógic ógico 0 ou gica digital
ennry bits.
de
rmite
a
xos, ada
ra as ue
ções
ra
do co. u no ,
Eletr
vário com BAIX
Conf expr são mom repre saíd ou A
Com mais não cúbic álge NOT
Essa cham e res resu entra essa com
A tab lógic 4(a) A tab pres prim saíd da ta A = 0
rônica Digi os outros te uns são m XO/ALTO n
forme diss ressar a en considerad mento, os n esentar va a de um c A = 0 ou A
mo apenas s fácil de tr existem fra cas, logari bra boolea T (NÃO).
as operaçõ mados por sistores co ultado da o adas. Utiliz as portas ló binações d
bela-verda co depende mostra a t bela relaci sentes nas meira linha d a x está no abela most 0 e B = 1,
ital Teoria e ermos são mostrados n na maioria
semos na i ntre as ent das variáve níveis lógic ariáveis lóg ircuito digit = 1.
dois valore rabalhar do ações, dec tmos, núm ana existem
ões básica rtas lógicas onectados peração ló zaremos a ógicas bás dessas por
ade é uma e dos níve tabela-verd ona todas entradas A da tabela m o nível 1, o tra que qua a saída x t
e Prática o usados co na Tabela a das vezes
ntrodução, radas e as eis lógicas cos da saíd gicas. Por e tal, e em q
es são pos o que a álg cimais, núm meros imag m apenas t
s são cham s podem se de um mod ógica básic álgebra, p sicas, e pos rtas lógicas
maneira d is lógicos p dade para as combin A e B com mostra que ou, de mod ando a ent torna-se 0
omo sinôn 1-4. Usare s.
, a álgebra s saídas de s cujos níve da. A partir exemplo, A qualquer in
ssíveis, a á gebra conv meros neg ginários e a três opera
madas ope er construí do pelo qu ca (OR, AN primeirame steriormen s conectad
de descrev presentes um tipo de nações pos o nível co e quando A do equivale trada B mu
. De mane
Colégio imos de 0 emos as de
a booleana e um circui eis lógicos r de agora A represen stante nec
álgebra bo vencional. ativos, raíz assim por d ções básic
erações lóg ídos a part ual a saída ND, NOT) r ente para d nte para an das como c
er como a nas entrad e circuito ló ssíveis dos orresponde A e B estão ente, no es uda para o eira similar,
Técnico He e 1. Algun esignações
a é um mod to lógico. A s determina , utilizarem tar uma ce cessariame
oleana é re Na álgebra zes quadra diante. Na cas: OR (O
gicas. Circ tir de diodo do circuito realizada s descrever e nalisar e pr circuitos ló
saída de u das do circ ógico de du s níveis lóg ente da saí o ambos e stado 1. A o estado 1, , a tabela m
Henrique He ns dos mai s 0/1 e
do de As entrada am, a qual mos letras p erta entrad ente teríam
relativamen a booleana adas, raíze verdade, n OU), AND (
cuitos digita os, transist o seja o sobre suas e analisar rojetar ógicos.
um circuito cuito. A Fig uas entrad gicos ída x. A em nível 0, segunda l de modo mostra o q
ennry s
as quer para da ou mos
nte a es na (E) e
ais tores
s
o g. 1- das.
a inha que ue