Circuitos combinacionais
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Circuitos Combinacionais. Circuito Combinacional é aquele que executa uma expressão lógica através da interligação das várias portas lógicas existentes, sendo que as saídas dependem única e exclusivamente das entradas.

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Presentation Transcript


Circuitos combinacionais

Circuitos Combinacionais

Circuito Combinacional é aquele que executa uma expressão lógica através da interligação das várias portas lógicas existentes, sendo que as saídas dependem única e exclusivamente das entradas.

Uma Expressão Lógica descreve uma função ou uma operação a ser concretizada por um circuito eletrônico (ou um software), de forma a resolver um determinado problema.

Blocos Lógicos e Circuitos Combinacionais


An lise do problema e obten o do circuito combinacional

Análise do problema e obtenção do circuito combinacional

PROBLEMA:

Suponhamos que você e 2 pilotos estão voando em um avião. Você permanece no local dos passageiros, enquanto os pilotos A e B estão na cabine de comando.

Em determinado momento:

  • o piloto A se junta a você. Este fato não causa preocupação, ainda temos o piloto B em seu posto,

    Minutos depois:

  • você descobre que o piloto B também se juntou a vocês.

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Analisando um problema

Analisando um problema

Com base em sua habilidade de raciocinar logicamente, você deduz que o avião está sem piloto, e presumivelmente, você soará um alarme de modo que um dos pilotos responderá prontamente à urgência da situação.

Alternativamente, suponha que foi fixado no assento de cada piloto um dispositivo eletrônico que fornece:

Nível 1 (verdadeiro) - para o assento vazio

Nível 0 (falso) - para o assento ocupado.

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Identificando vari veis e fun o l gicas

Identificando variáveis e função lógicas:

Construiremos um circuito elétrico com dois conjuntos de terminais de entrada e um conjunto de terminais de saída. O circuito deve ter a propriedade :

A = 1 - se o piloto A saiu de seu assento (entrada 1)

B = 1 - se o piloto B saiu de seu assento (entrada 2)

Z = 1 - se o avião esta sem piloto – tocar alarme (saída)

Z = A.B

Expressão lógica

Verificamos que a relação entre a ocupação dos 2 assentos e o acionamento do alarme é a mesma de um circuito com 2 chaves em série, isto é, uma porta AND, portanto:

Circuito

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Praticando

Praticando

1) Um fazendeiro chamado João tem um cachorro, que é meio lobo, uma cabra e várias cabeças de couve aguardando para serem transportadas para o mercado.

O fazendeiro possui 2 celeiros, um na região sul e outro na região norte.

O fazendeiro, o cachorro, as couves e a cabra estão todos no celeiro sul, mas ele tem serviço para executar nos dois celeiros, porém, se o cachorro é deixado com a cabra quando o fazendeiro esta ausente, ele morderá a cabra (desastre 1); se a cabra é deixada com as couves, ela irá come-las (desastre 2).

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Circuitos combinacionais

Análise da situação

Para evitar ambos os desastres, João nos pediu para construirmos um pequenos circuito com 4 chaves, representando o fazendeiro (em que celeiro ele se encontra), o cachorro, a cabra e as couves.

A saída do circuito vai para uma lâmpada que deve acender sempre que houver um desastre iminente. Desta forma o fazendeiro será avisado sobre o que deverá levar consigo de um celeiro para o outro de forma a evitar problemas.

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Circuitos combinacionais

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.

PASSO 1 – levantamento das variáveis lógicas

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PASSO 2 – levantando as funções lógicas

  • A 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.

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Podemos então escrever uma expressão lógica que combina todas as possibilidades que levariam a um desastre:

D

G

C

G

J

J

L =

.

.

+

.

.

+

.

.

+

.

.

Passo 3 – escrevendo a expressão lógica

Desastre =

A lampada acenderá em cada uma das 4 situações, indicando que há um desastre eminente.

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Circuitos combinacionais

C

G

.

.

D

G

.

.

J

.

.

J

.

.

Passo 4 – montagem da Tabela Verdade

4

Número de Combinações:

N = 2

= 16

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Passo 5 : desenho do circuito lógico

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Considerações

Verificamos que se construirmos a tabela verdade a partir da expressão vamos perceber que para cada termo da expressão encontraremos duas situações possíveis como:

Mais adiante conheceremos técnicas de otimizar essas expressões.

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Exercício 3

  • Suponha que um estudante em uma universidade consulta o boletim da escola para determinar se ele esta ou não apto a matricular-se em um dado curso de eletrônica. Ele descobre que um estudante pode se matricular no curso se e apenas se ele satisfaz as seguintes condições:

    • completou pelo menos 60 créditos e é um estudante de engenharia em boa situação (não sob teste), ou

    • completou pelo menos 60 créditos e é um estudante de engenharia e tem a aprovação do departamento, ou

    • completou menos que 60 créditos e é um estudante de engenharia sob teste, ou

    • esta em boa situação e tem a aprovação do departamento, ou

    • é um estudante de engenharia e não tem a aprovação do departamento.

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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 departamento

Z – o estudante pode matricular-se no curso de eletrônica.

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Tabela verdade

4

Número de Combinações:

N = 2

= 16

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Exercicio 4 acionamento de bomba d gua

Os sensores de nível alto (H) e de nível baixo(L) são utilizados para determinar o acionamento da bomba (B) e do alarme (A). Os sensores funcionam da seguinte forma:

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.

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:

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Exercicio 5 controle de utiliza o de uma impressora

Exercicio 5 – Controle de utilização de uma impressora

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.

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Exerc cio 6 controle de temperatura de uma estufa

A

Circuito de

controle

B

T2

T1

Exercício 6 – Controle de temperatura de uma estufa

Uma estufa deve manter a temperatura interna sempre na faixa entre 15oC e 20oC controlada automaticamente por um sistema de controle digital. Para isso, foram instalados internamente dois sensores de temperatura que fornecem níveis lógicos 0 e 1 nas seguintes condições:

T1 = 1 para temperatura >= 15oC

T2 = 1 para temperatura >= 20oC

Projetar um circuito combinacional para fazer o controle da temperatura desta estufa através do acionamento de um aquecedor A ou um resfriador R sempre que a temperatura interna cair abaixo de 15oC ou subir acima de 20oC, conforme mostra o diagrama de blocos a seguir

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