Introdução aos Circuitos Lógicos: Conceitos Básicos, Notas de aula de Engenharia Mecânica

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Capítulo 1 – ConceitosIntrodutórios Prof. Eng. Leandro Aureliano da Silva^ Circuitos Lógicos

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Prof. Eng. Leandro Aureliano da Silva

Agenda
^ Introdução
^ Representações Numéricas
^ Sistemas Digitais e Analógicos
^ Sistemas de Numeração
^ Representação de Quantidades Binárias^ Circuitos Lógicos

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^ Representação de Quantidades Binárias
^ Circuitos Digitais/Circuitos Lógicos
^ Transmissão Paralela e Serial

Representações Numéricas
^ Constantemente^

estamos^ lidando^

com

quantidades, as quais podem ser obtidas pormeios de: medidas, monitoração, gravação,manipulações^ aritméticas,

ou^ através^ de

observações.^ Circuitos Lógicos

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observações.
Existem duas formas de representar o valornumérico^ de^ quantidades:

a^ analógica^ e^ a

digital.

Representações Numéricas
^ Analógico x Digital Rampa x Escada

Ao^ analisarmos^ a^ RAMPApercebemos^ que^ se^ umapessoa^ começar^ a^ subi-la,poderá^ ocupar^ cada^ umadas^ infinitas^ posiçõesexistentes entre o início e o fim,^ já^ no^ caso^ da^ ESCADA, fim,^ já^ no^ caso^ da^ ESCADA, a^ pessoa^ poderá^ estar^ emapenas^ um^ dos^ seus^8 degraus.^ Sendo^ assim,podemos^ dizer,^ com^ umcerto^ receio,^ que^ a^ RAMPAestá^ para^ o^ ANALÓGICO,assim como a ESCADA estápara o DIGITAL. Circuitos Lógicos 5

Representações Numéricas^
^ Analógico x Digital^
^ Através^ destes^ exemplos,

podemos^ concluir^ que^

a

classificação^ dita^ ANALÓGICA

será^ dada^ a^ todo

dispositivo que puder apresentar infinitas saídas (ouresultados)^ entre^ dois^ pontos

preestabelecidos,^ em

contra partida, todo dispositivo que apresentar finitas saídas^ (ou^ resultados)^ será

designado^ de^ DIGITAL. Circuitos Lógicos^

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saídas^ (ou^ resultados)^ será

designado^ de^ DIGITAL.

^ Usando^ termos^ mais^

científicos^ dizemos^ que^

um

dispositivo é ANALÓGICO quando a sua saída

for uma

função^ contínua^ e^ que^

um^ dispositivo^ é^ DIGITAL

quando a sua saída for uma função discreta.

Representações Numéricas^ Exemplo 1 – Quais dos itens a seguir referem-se à forma de representação digital e quais sereferem à analógica?^ a)^ Chave de dez posições^ b)^ A corrente elétrica na tomada da parede^ A^ temperatura^ de^ uma

sala Circuitos Lógicos^

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c)^ A^ temperatura^ de^ uma

sala

d)^ Grãos de areia numa praia e)^ Velocímetro de um automóvel

Sistemas Digitais e Analógicos^ ^ Vantagens das Técnicas Digitais^ 1 – Sistemas Digitais são mais fáceis de Implementar^ Isto se de deve ao fato de que os circuitos utilizados sãocircuitos de chaveamento, em que os valores de tensão e^ corrente^ não^ são^ importantes,

mas^ apenas^ o^ intervalo Circuitos Lógicos 10 corrente^ não^ são^ importantes,

mas^ apenas^ o^ intervalo (alto ou baixo) na qual eles se localizam. 2 – Fácil Armazenamento de Informação Isto é alcançado por circuitos de chaveamentos especiais,capazes de capturar a informação e guardá-la pelo tempoque for necessário

Sistemas Digitais e Analógicos^ 3 – Maior exatidão e Precisão^ Sistemas digitais, podem manipular quantos dígitos foremnecessários^ para^ fornecer

uma^ maior^ precisão.^ Já^

o sistema analógico oferece no máximo 3 ou 4 dígitos deprecisão, porque as quantidades depende dos valores doscomponentes do circuito e do ruído que causa flutuações nos^ valores.^ Circuitos Lógicos

11 nos^ valores. 4 – A operação do sistema pode ser programada É^ bastante^ simples^ projetar

sistemas^ digitais^ cuja^ a operação^ pode^ se^ controlada

por^ um^ conjunto^ de instruções, constituindo um programa.

Sistemas Digitais e Analógicos^
^ Limitações das Técnicas Digitais^ O mundo real é quase totalmente analógico^ Ex: temperatura, pressão, vazão, voz entre outros.^ Circuitos Lógicos

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Sistemas Digitais e Analógicos
^ Limitações das Técnicas Digitais^ ^ A conversão de analógico para digital, pode serconsiderada uma desvantagem por causa do seucusto e complexidade adicionais^ Circuitos Lógicos

14 ^ Tempo utilizado para realizar estas conversões

Sistemas de Numeração Decimal ouSistema de Base 10
O sistema decimal é composto de 10 algarismos ousímbolos. Estes 10 símbolos são

7, 8,^ e^9. Utilizando estes símbolos como dígitos deum^ número,^ podemos

expressar^ qualquer quantidade. O^ sistema^ decimal^ é^

um^ sistema^ de^ valor Circuitos Lógicos^

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^ O^ sistema^ decimal^

é^ um^ sistema^ de^ valor posicional, isto é, um sistema no qual o valor dodígito depende de sua posição. (^210) Ex: 273 = (2 x 10) + (7 x 10) + (3 x 10) O dígito 2 representa 2 centenas,^ o^7 representa

7 dezenas e o 3 representa 3 unidades. Em essência o 2representa^ o^ maior^ peso^ dos

três^ dígitos;^ a^ ele^ nos referimos dígito mais significativo (MSD). O 3 possui omenor peso e é chamado de dígito menos significativo(LSD).

Sistemas de Numeração Decimal ouSistema de Base 10
Em geral, qualquer número é simplesmente a somados produtos de cada valor do dígito pelo seu peso(base) devido à sua posição.^ Circuitos Lógicos

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Sistemas de Numeração Binário ouSistema de Base 2
Este^ sistema^ de^ numeração,

se^ aplica^ em^ sistemas digitais,^ devido^ a^ facilidade

de^ implementar^ circuitos eletrônicos que operem com dois níveis de tensão;
O sistema binário contém apenas dois dígitos

^0 e^^1 ; Circuitos Lógicos 19
^ Este sistema de base 2 pode representar qualquer valorque possa ser representado no sistema decimal ou emqualquer outro sistema.

Sistemas de Numeração Binário ouSistema de Base 2
Contagem Binária para 4 bits

Com 4 bits, podemos contar^4 até 2=16 contagens(0000até 1111).^ A última^2 2 contagem^ sempre^ terá^ todos contagem^ sempre^ terá^ todos os bits igual a 1 é será igualNa^2 -1.^ Por^ exemplo^ para^4 bits, a última contagem será^41111 =2-1=15^2 Circuitos Lógicos 20