quarta-feira, 27 de março de 2024

Circuito Integrado 02 - Porta lógica NOT 74LS04

A porta lógica digital  NOT  é a mais básica de todas as portas lógicas e às vezes é chamada de  Buffer Inversor  ou simplesmente Inversor Digital . É um dispositivo de entrada única que tem um nível de saída que normalmente está no nível lógico "1" e vai de "BAIXO" para um nível lógico "0" quando sua entrada única está no nível lógico "1", em outras palavras, ele "inverte" (complementa) seu sinal de entrada. A saída de uma  porta NOT  só retorna "ALTO" novamente quando sua entrada está no nível lógico "0", dando-nos a expressão booleana de:  Q = /A.
Então podemos definir a operação de uma única porta lógica  NOT de entrada  como sendo: "Se A NÃO é verdade, então Q é verdade".

Portas lógicas NOT  estão disponíveis usando circuitos digitais para produzir a função lógica desejada, que é a negação do sinal de entrada. 

Os circuitos integrados de porta lógica NOT e inversores comumente disponíveis incluem:
Tipos de lógica TTL
  • 74LS04 - Seis portas NOT;
  • 74LS14 - Seis portas NOT;
  • 74LS1004 - Seis portas NOT;
Tipos de lógica CMOS
  • CD4009 - Seis portas NOT;
  • CD4069 - Seis portas NOT;
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado NOT TTL Gate SN7404: 24_01_02 NOT_GATE-SRG .

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 29/02/2020

terça-feira, 26 de março de 2024

AP 09.1 – Porta Lógica - Buffer - Molda Chapas

Descrição de funcionamento:
O funcionamento deste circuito baseia-se no avanço de um atuador simples, ação que molda pequenas chapas, retornando a sua posição inicial. O acionamento do atuador ocorre através de um botão e o retorno pela força da mola do atuador. O esquema mecânico molda chapas é mostrado na figura ao lado.
Construa o circuito lógico seguindo as etapas:

1º Passo – Montar a tabela verdade a partir de todas as condições possíveis;
2º Passo – Extrair a tabela verdade das expressões verdadeiras;
3º Passo – Montar o circuito lógico utilizando blocos lógicos (FBD);
4º Passo – Programar e testar a aplicação no controlador.

A tabela verdade mostra a lógica de ID . O resultado Q segue a entrada A ...
AQ
00
11

Tabela verdade da lógica de ID .

Símbolo ID em diagramas de circuitos.

Circuito transistorizado com lógica de identificação. ( Ampliar )

Diagrama de circuito da lógica de ID com um transistor.

Use o circuito de transistor mostrado como unidade lógica.

  • Quando o interruptor S1 está aberto, ( A = 0 ), o transistor bloqueia e o LED permanece apagado ( Q = 0 ).
  • Quando você fecha S1 ( A = 1 ), o transistor comuta. O LED acende ( Q = 1 ).

Você poderia substituir o circuito simplesmente por um fio . A lógica de ID (Buffer) é, na verdade, tão simples que muitas vezes nem é discutida.

No entanto, este circuito é útil para entender a lógica do transistor. Portanto, preste atenção ao que está mudando no próximo circuito.

Lógica Resistor-Transistor

O circuito lógico ilustrado usa apenas resistores e transistores . Este grupo de circuitos lógicos é, portanto, chamado de lógica resistor-transistor e comumente abreviado como RTL .


Este é o comportamento lógico de um circuito ID. No próximos experimento, você olha para unidade lógica com NOT.

O diagrama elétrico do Comando direto coincidente estará disponível em: 25_01_01_Comando_simples_direto_concidente_SRG (PDF).

© Direitos de autor. 2021: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 01/04/2021 

domingo, 24 de março de 2024

Circuito Integrado 01 - Porta lógica YES 74LS07

Um Buffer Digital é um dispositivo de entrada única que não inverte ou executa qualquer tipo de operação lógica em seu sinal de entrada, pois sua saída corresponde exatamente à de seu sinal de entrada. Em outras palavras, sua  Saída  é igual à sua  Entrada . É um dispositivo "Não Inversor" e, portanto, nos dará a expressão Booleana de: Q = A.
Podemos então definir a operação de um  Buffer Digital de entrada única  como sendo: "Se A é verdadeiro, então Q é verdadeiro".

O Buffer digital não inversor  tem muitos usos em circuitos eletrônicos digitais, pois eles podem ser usados ​​para isolar outras portas ou circuitos uns dos outros ou podem ser usados ​​para acionar cargas de alta corrente, como interruptores de transistor, porque sua capacidade de acionamento de saída é muito maior do que seus requisitos de sinal de entrada, em outras palavras, os buffers são usados ​​para amplificação de potência, dando a eles uma alta  capacidade de fan-out .
Portas lógicas NOT  estão disponíveis usando circuitos digitais para produzir a função lógica desejada, que é a negação do sinal de entrada. 
Os CIs de buffer digital  e  buffer tri-state comumente disponíveis incluem:
Tipos de lógica TTL:
  • 74LS07 - Seis Buffer Não Inversor;
  • 74LS17 - Seis Buffer/Driver;
  • 74LS244 - Oito Driver/Buffer;
  • 74LS245 - Oito Buffer bidirecional.
Tipos de lógica CMOS:
  • CD4050 - Seis Buffer Não Inversor;
  • CD4503 - Seis Buffer Tri-state;
  • HEF40244 - Oito Buffer Tri-state.
Buffer digital não inversor 7407

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 14/02/2025


terça-feira, 12 de março de 2024

Aula 09 - Aplicações de Circuitos Lógicos

Em 1937, cerca de 75 anos após a morte de George Boole, Claude Shannon, então estudante no MIT - Boston, USA - estabeleceu a relação entre a Álgebra de Boole e os circuitos eletrônicos transferindo os dois estados lógicos (SIM e NÃO) para diferentes diferenças de potencial no circuito.
Atualmente todos os computadores usam a Álgebra de Boole materializada em microchips que contêm milhares de interruptores miniaturizados combinados em portas (gates) lógicos que produzem os resultados das operações utilizando uma linguagem binária, que encontro inúmeras aplicações.

Circuitos Combinacionais vs. Sequenciais
  • Circuitos Combinacionais: A saída depende apenas do estado atual das entradas. Exemplos incluem decodificadores, multiplexadores e somadores.
  • Circuitos Sequenciais: A saída depende tanto do estado atual das entradas quanto do estado anterior. Estes circuitos têm memória. Flip-flops e registradores são exemplos de componentes usados em circuitos sequenciais.
Ao entender o funcionamento básico dos circuitos lógicos, é possível ver como eles são aplicados em dispositivos do dia a dia.
Por exemplo, uma calculadora usa circuitos lógicos para realizar operações aritméticas, enquanto um computador usa circuitos lógicos para processar informações, executar programas e interagir com outros dispositivos.

Aplicações dos Circuitos Lógicos
Os circuitos lógicos têm uma ampla gama de aplicações, desde simples calculadoras até sistemas complexos como:

Computadores e dispositivos eletrônicos
  • Processadores: Como mencionado, os processadores, também conhecidos como CPUs (Central Processing Units), são o cérebro dos computadores. Eles utilizam uma série de circuitos lógicos para executar instruções, realizar cálculos e processar dados.
  • Memória: Os circuitos lógicos também são fundamentais para o funcionamento das memórias RAM e ROM. Eles ajudam a armazenar e recuperar informações de forma eficiente.
  • Dispositivos de Entrada e Saída: Teclados, mouses, monitores e impressoras também contêm circuitos lógicos que interpretam e transmitem dados para e do computador.

Automação industrial

  • Controladores Lógicos Programáveis (CLPs): São dispositivos eletrônicos utilizados em processos industriais para controlar máquinas e processos. Eles podem ser programados para executar uma série de operações lógicas, sequenciais e temporizadas.
  • Robótica: Robôs industriais usam circuitos lógicos para interpretar instruções e realizar tarefas específicas, como montagem, soldagem e embalagem.
  • Sistemas de Monitoramento: Sensores e câmeras conectados a sistemas lógicos monitoram constantemente as linhas de produção, detectando falhas ou irregularidades.
Sistemas de segurança
  • Sistemas de Alarme: Circuitos lógicos monitoram sensores de movimento, sensores de porta/janela e outros dispositivos para detectar intrusões e ativar alarmes.
  • Reconhecimento Facial: Softwares avançados de reconhecimento facial usam circuitos lógicos para comparar padrões faciais com bancos de dados e identificar indivíduos.
  • Controle de Acesso: Seja através de cartões magnéticos, biometria ou códigos, os sistemas de controle de acesso usam circuitos lógicos para permitir ou negar o acesso a áreas restritas.
  • Câmeras de Vigilância: Além de capturar imagens, muitas câmeras modernas têm capacidades analíticas, como detecção de movimento e análise de comportamento, possibilitadas por circuitos lógicos.
Os circuitos lógicos são fundamentais para a tecnologia moderna. Compreender seu funcionamento e aplicações pode abrir portas para inovações e avanços futuros.

O circuitos e aplicações de portas lógicas está disponível em: 003 Aplicações de portas lógicas - Clodoaldo Silva. 

© Direitos de autor. 2020: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 14/06/2023.

segunda-feira, 11 de março de 2024

AP 08.1 – Portas Lógicas com circuitos integrados C-Mos

Os circuitos lógicos operam com base em valores binários, ou seja, 0 e 1. Estes valores são frequentemente referidos como “baixo” e “alto”, ou “desligado” e “ligado”, respectivamente. A lógica por trás desses circuitos é derivada da álgebra booleana, uma área da matemática que lida com variáveis binárias e operações lógicas.

Componentes Básicos: Portas Lógicas
As portas lógicas são os blocos de construção fundamentais dos circuitos lógicos. Cada porta lógica realiza uma operação específica, como AND, OR, NOT, entre outras. Ao combinar diferentes portas lógicas, é possível criar circuitos mais complexos capazes de realizar uma ampla variedade de funções.
Operação das Portas Lógicas
  • Porta AND: Produz uma saída alta (1) apenas quando todas as suas entradas são altas.
  • Porta OR: Produz uma saída alta quando pelo menos uma de suas entradas é alta.
  • Porta NOT: Inverte a entrada, transformando uma entrada alta em baixa e vice-versa.
Ao combinar diferentes portas lógicas, podemos criar circuitos lógicos mais complexos. Por exemplo, ao combinar portas AND, OR e NOT, podemos criar um circuito que realiza uma operação lógica específica, como um somador ou um decodificador.

O circuito de portas lógicas com circuitos integrados C-Mos está disponível em: 25_01_01 Portas lógicas circuitos integrados C-Mos. 

© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 19/04/2022.

domingo, 10 de março de 2024

Aula 08 - Circuitos integrados lógicos CMOS série 4000

A RCA Semiconductor desenvolveu uma família lógica com tecnologia C-MOS, que ficou conhecida como 4000-Series ou 4000-Family. Ela é caracterizada por consumo de energia muito baixo e uma ampla faixa de tensões operacionais.
A série C-MOS 4000 opera com uma tensão de alimentação de 3 V a 15 V. Isso os torna particularmente interessantes para seus experimentos, pois você não precisa de regulação de tensão. A tensão de 9 V de uma bateria é boa o suficiente.

Mas como a Série 4000 reconhece os sinais para um "0" ou "1" lógico ? Para isso, você deve aderir a certas faixas de voltagem ...
  • "0" : Tensão de entrada < 20% da tensão de alimentação.
  • "1" : Tensão de entrada > 80% da tensão de alimentação.
Na região entre 20% e 80% , você não pode prever a resposta do circuito. Essa área você tem que evitar o tempo todo.
Características gerais dos CIs CMOS da série 4000
  1. Alimentação: 3 a 15 V, pequenas flutuações são toleradas.
  2. As entradas têm impedância (resistência) muito alta, o que é bom porque significa que elas não afetarão a parte do circuito onde estão conectadas. No entanto, isso também significa que entradas não conectadas podem facilmente captar ruído elétrico e mudar rapidamente entre estados alto e baixo de forma imprevisível. Isso provavelmente fará com que o CI se comporte de forma errática e aumentará significativamente a corrente de alimentação. Para evitar problemas, todas as entradas não utilizadas DEVEM ser conectadas à alimentação (+Vs ou 0V) , isso se aplica mesmo se essa parte do CI não estiver sendo usada no circuito!
  3. As saídas podem drenar e fornecer apenas cerca de 1 mA se você desejar manter a tensão de saída correta para acionar entradas CMOS. Se não houver necessidade de acionar nenhuma entrada, a corrente máxima é de cerca de 5 mA com uma alimentação de 6 V, ou 10 mA com uma alimentação de 9 V (apenas o suficiente para acender um LED). Para alternar correntes maiores, você pode conectar um transistor .
  4. Fan-out: uma saída pode acionar até 50 entradas.
  5. Tempo de propagação do gate : normalmente, 30 ns para um sinal viajar através de um gate com uma alimentação de 9 V; leva mais tempo em tensões de alimentação mais baixas.
  6. Frequência : até 1 MHz, acima disso a série 74 é uma escolha melhor.
  7. O consumo de energia (do próprio CI) é muito baixo, alguns µW. É muito maior em altas frequências, alguns mW a 1MHz, por exemplo.
Circuitos integrados lógicos CMOS série 4000
Há muitos CIs na série 4000 e esta página cobre apenas uma seleção, concentrando-se nas portas lógicas, contadores , decodificadores e drivers de aplicações úteis. Para cada CI, há um diagrama mostrando o arranjo dos pinos e breves notas explicam a função dos pinos quando necessário. As notas também explicam se as propriedades do CI diferem substancialmente das características padrão.
  • 4081 - AND - quatro portas lógicas (E) de duas entradas.
  • 4077 - XNOR - quatro portas lógicas (Não-OU-Exclusivo) de duas entradas.
  • 4071 - OR - quatro portas lógicas (OU) de duas entradas.
  • 4070 - XOR - quatro portas lógicas (OU-Exclusivo) de duas entradas.
  • 4050 - YES - seis portas lógicas (Buffers) de uma entradas.
  • 4049 - NOT - seis portas lógicas (Inversora) de uma entradas.
  • 4011 - NAND - quatro portas lógicas (Não-E) de duas entradas.
  • 4001 - NOR - quatro portas lógicas (Não-OU) de duas entradas.
Portas lógicas estão disponíveis em CIs (chips) que geralmente contêm várias portas do mesmo tipo, por exemplo: Quatro portas lógicas de 2 entradas.
  • CI 4001 contém quatro portas NOR de 2 entradas. 
O circuito integrado 4001 consiste em 4 portas NOR de duas entradas. A velocidade máxima de operação depende da tensão de alimentação e está em torno de 10 MHz. Na figura abaixo temos a sua pinagem e a tabela verdade. Baixe no site o datasheet desse componente para obter mais informações.
Porta NOR: NOR = N ot OR . Esta é uma porta OR com a saída invertida, como mostrado pelo 'o' no símbolo output. Uma porta NOR pode ter duas ou mais entradas, sua saída é verdadeira se nenhuma entrada for verdadeira. A saída Q é verdadeira se as entradas NOT A OR B forem verdadeiras: Q = NOT (A OR B).
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado NOR C-Mos Gate CD4001B, CD4002B,CD4025B: 24_01_01 NOR_GATE-SRG .
  • CI 4011 contém quatro portas NAND de 2 entradas. 
O circuito integrado CMOS 4011 consiste em 4 portas NAND de duas entradas, as quais podem ser usadas de forma independente, mas com alimentação comum de 5 a 15 V. A velocidade máxima destas portas depende da alimentação mas está em torno de 10 MHz. Na figura abaixo temos a pinagem do 4011 e tabela verdade para uma das portas. Interligando-se as duas entradas podemos usar cada porta como um inversor.
Porta NAND: Esta é uma porta AND com a saída invertida, como mostrado pelo 'o' no símbolo de saída. Uma porta NAND pode ter duas ou mais entradas, sua saída é verdadeira se NÃO todas as entradas forem verdadeiras. A saída Q é verdadeira se a entrada A e a entrada B NÃO forem ambas verdadeiras: Q = NOT (A AND B).
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado NAND C-Mos Gate CD4011B, CD4012B,CD4023B: 24_01_02 NAND_GATE-SRG .
  • CI 4070 contém quatro portas EX-OR de 2 entradas. 
O circuito integrado CMOS 4070 consiste em quatro portas Exclusive OR ou Ou-Exclusivo. Essas portas podem ser utilizadas de forma independente com alimentação comum de 5 a 15 V. Na figura abaixo temos a pinagem deste circuito integrado que é encontrado em invólucro DIL de 14 pinos.
Porta EX-OR: EX-clusive-OR . Isto é como uma porta OR , mas excluindo ambas as entradas sendo verdadeiras. A saída é verdadeira se as entradas A e B forem DIFERENTES. Portas EX-OR podem ter apenas 2 entradas. A saída Q é verdadeira se qualquer entrada A for verdadeira OU a entrada B for verdadeira, mas não quando ambas forem verdadeiras : Q = (A AND NOT B) OR (B AND NOT A).
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado EX-OR C-Mos Gate CD4070B: 24_01_03 EX-OR_GATE-SRG .
  • CI 4071 contém quatro portas OR de 2 entradas. 
O circuito integrado CMOS 4071 consiste em quatro portas OR ou Ou. Essas portas podem ser utilizadas de forma independente com alimentação comum de 5 a 15 V. Na figura abaixo temos a pinagem deste circuito integrado que é encontrado em invólucro DIL de 14 pinos.
Porta OUUma porta OR pode ter duas ou mais entradas, sua saída é verdadeira se pelo menos uma entrada for verdadeira. A saída Q é verdadeira se a entrada A OU a entrada B for verdadeira (ou ambas forem verdadeiras): Q = A OU B.
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado OR C-Mos Gate CD4071B: 24_01_04 OR_GATE-SRG .
  • CI 4077 contém quatro portas EX-NOR de 2 entradas. 
O circuito integrado CMOS 4077 consiste em quatro portas Exclusive NOR ou Não-Ou-Exclusivo. Essas portas podem ser utilizadas de forma independente com alimentação comum de 5 a 15 V. Na figura abaixo temos a pinagem deste circuito integrado que é encontrado em invólucro DIL de 14 pinos.
Porta EX-NOREX-clusive-NOR . Esta é uma porta EX-OR com a saída invertida, como mostrado pelo 'o' na saída do símbolo. Portas EX-NOR podem ter apenas 2 entradas. A saída Q é verdadeira se as entradas A e B forem as MESMAS (ambas verdadeiras ou ambas falsas): Q = (A E B) OU (NÃO A E NÃO B).
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado XNOR C-Mos Gate CD4077B: 24_01_03 XNOR_GATE-SRG .
  • CI 4081 contém quatro portas AND de 2 entradas. 
O circuito integrado CMOS 4081 consiste em quatro portas AND ou E. Essas portas podem ser utilizadas de forma independente com alimentação comum de 5 a 15 V. Na figura abaixo temos a pinagem deste circuito integrado que é encontrado em invólucro DIL de 14 pinos.
Porta AND Uma porta AND pode ter duas ou mais entradas, sua saída é verdadeira se todas as entradas forem verdadeiras. A saída Q é verdadeira se a entrada A e a entrada B forem ambas verdadeiras: Q = A AND B.
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado AND C-Mos Gate CD4073B, CD4081B, CD4082B: 24_01_05 AND_GATE-SRG .
  • CI 4049 contém seis portas NOT de 1 entrada. 
O circuito integrado CMOS 4049 é formado por seis portas NOT (inversores), com a pinagem do invólucro DIL de 14 pinos.
Porta NOT: Uma porta NOT pode ter apenas uma entrada e a saída é o inverso da entrada. Uma porta NOT também é chamada de inversor. A saída Q é verdadeira quando a entrada A NÃO é verdadeira: Q = NÃO A.
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado NOT C-Mos Gate CD4049: 24_01_06 NOT_GATE-SRG .
  • CI 4050 contém seis portas YES de 1 entrada. 
Buffers (YES) digitais podem ser considerados como portas Idempotentes aplicando a Lei Idempotente de Boole porque quando uma entrada passa por esse dispositivo seu valor não é alterado. Então, o buffer digital é um dispositivo “não inversor” e, nos dará a expressão Booleana de:   Q = A .
Buffers: Podemos então definir a operação lógica de um único buffer digital de entrada como sendo: “Q é verdadeiro somente quando A é verdadeiro”.
No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado YES C-Mos Gate CD4050: 24_01_07 YES_GATE-SRG .

Existem várias famílias de CIs lógicos e eles podem ser divididos em dois grupos: a série 4000 e a série 74. As famílias 4000 e 74HC são as melhores para projetos alimentados por bateria porque elas funcionam com uma boa variedade de tensões de alimentação e usam muito pouca energia. No entanto, se você estiver usando-as para projetar circuitos e investigar portas lógicas, lembre-se de que todas as entradas não utilizadas DEVEM ser conectadas à fonte de alimentação (+Vs ou 0V) , isso se aplica mesmo se essa parte do CI não estiver sendo usada no circuito!

Família CMOS (complementary metal-oxidesemiconductor)
Em geral, a série CMOS normal (série 4000) tem velocidade menor que a dos TTLs, e a série H-CMOS apresenta velocidade equivalente à da série TTL normal.
  • A tensão de alimentação da série 4000 e 74C é de 3 V a 15 V e faixa de
  • temperatura de –40 a +85 oC.
  • 4000/14000 (foram as primeiras séries da família CMOS)
  • 74C (compatível, pino a pino e função por função, com os dispositivos TTL)
  • 74HC (CMOS de Alta Velocidade)
  • 74HCT (os dispositivos 74HCT - CMOS de Alta Velocidade - podem ser alimentados directamente por saídas de dispositivos TTL)
  • Faixa de alimentação que se estende de 3V a 15V ou 18V, dependendo do modelo.
A família CMOS possui também, uma determinada faixa de tensão para representar os níveis lógicos de entrada e de saída, porém estes valores dependem da tensão de alimentação e da temperatura ambiente.

Circuitos integrados lógicos CMOS série 4000 está disponível em: 25_01_03 Circuitos integrados lógicos CMOS série 4000 SRG

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/05/2023

AP 07.4 - "Debounce" de botão

Interruptores tipo botão de pressão são usados ​​em todos os lugares onde você insere um sinal...
Há uma variedade de interruptores de botão de pressão . Nem todos os interruptores de botão de pressão são adequados para serem usados ​​na placa de ensaio. 
Nos experimentos, são usados ​​interruptores de botão de pressão, que podem ser encontrados sob diferentes nomes: Pushbutton, Impulse switch, Input tact switch.
Você também deve entender como conectar um botão de pressão em uma placa de ensaio...
Interruptor de botão de pressão em uma placa de ensaio.
Para realizar a leitura de um push button é necessário criar um circuito que transforme o estado da chave: aberto ou fechado, em um sinal elétrico para cada estado. Uma maneira de se obter este funcionamento é com o uso de uma chave ligada ao terra e um resistor de pull-up ligada ao VCC, como mostra a figura abaixo.


Neste caso, a tensão de saída é igual a VCC quando a chave está desligada, não havendo circulação de corrente no circuito. Porém, quando a chave é pressionada uma corrente flui de VCC para o terra passando pelo resistor. Neste caso, a tensão de saída é igual a 0V, pois o push button causa um curto entre a saída e o GND.

Por ser uma chave mecânica, existem problemas de oscilação do sinal no momento em que a tecla é pressionada. Esta oscilação é conhecida como bouncing e é representada na figura abaixo.

Podemos ver que quando a tecla é pressionada, existem picos de tensão de nível alto e nível baixo que ficam oscilando até que haja uma estabilização, o que pode causar acionamentos indevidos causando mau funcionamento da tecla. No caso do piano, o som da tecla poderia ficar oscilando no momento em que o músico pressionar a tecla. Para evitar isso podemos utilizar técnicas de debounce. Através dele, é possível  transformar um push button em um sensor eletrônico digital, utilizando técnicas de hardware ou software.

O termo "DEBOUNCING" significa uma técnica que nos dê certeza de que o botão apertado apenas uma vez seja interpretado corretamente como apenas UM aperto de botão.

Para eliminar a oscilação por hardware, basta inserir um capacitor em paralelo com o push-button, como mostra a figura abaixo, transformando o circuito em um filtro RC passa-baixa.

O capacitor desempenha o papel de amortecedor do sinal, inserindo um tempo de atraso para o sinal. Este é o tempo necessário descarregar o capacitor, o qual depende da constante de tempo RC que é maior que o período de debounce. Desta forma as oscilações rápidas no sinal, devido à oscilação mecânica da chave, são filtradas deixando o sinal estável.


© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/05/2023

sexta-feira, 8 de março de 2024

AP 07.3 - Fan-out e Fan-In em portas lógicas

ventilador de portas lógicas

Fan-out se refere a como a saída de uma porta lógica pode se conectar a várias entradas de outras portas. No entanto, há um limite para o número de entradas que uma única saída de porta lógica pode manipular. Esse limite depende da capacidade de fornecimento de corrente quando a saída é alta e da capacidade de recebimento de corrente quando a saída é baixa. Também depende dos requisitos de corrente das entradas conectadas.
Podemos ilustrar o ponto ainda mais com um exemplo e o diagrama acima. 
Suponha que a capacidade de fornecimento de corrente de uma porta NAND seja I OH quando a saída dela estiver em lógica alta e as entradas das portas lógicas que são alimentadas pela saída desta porta lógica forem I IH . Podemos ver isso no diagrama também. Agora, o número máximo de entradas que esta saída da porta lógica será capaz de acionar é I OH / I IH . Isso será aplicável quando a saída estiver em estado alto. Agora, considerando o caso em que a saída estiver no estado lógico LOW, então vamos tomar a capacidade máxima de afundamento de corrente como I OL . E então, novamente, assim como o anterior, a corrente de afundamento que é alimentada para todas as entradas conectadas de várias portas lógicas é I IL . Vamos mostrar isso no próximo diagrama.

ventilador de portas lógicas

Agora, para este caso, o número máximo de drives de entrada que serão acionados pela saída dessa porta lógica será igual a I OL / I IL . Então, descobrimos que o número máximo de entradas de porta lógica que podem ser alimentadas pela saída de uma única porta lógica será I OH / I IH quando a lógica estiver alta e será I OL / I IL quando a lógica estiver em estado baixo.
O número de entradas de porta lógica que uma única saída de porta pode acionar é chamado de fan out. Isso é importante para projetar circuitos sem causar saídas falsas. Fan out é uma característica fundamental na eletrônica digital.
Agora, em muitos casos, os valores de IOH/IHId e IOL / IIL são diferentes, nesse caso, o menor dos dois é tomado como Fan Out de Portas Lógicas e todos os cálculos são feitos com base nesse valor.
espalhar

As duas figuras acima mostram o diagrama de circuito real de um circuito onde a saída de uma única porta NAND que pertence a uma família lógica TTL ( Transistor Transistor Logic ) padrão alimenta as entradas de várias portas NAND que pertencem à mesma família lógica. 
O primeiro valor é para o estado quando a lógica está alta e o segundo valor é durante o estado lógico baixo. Para dispositivos da família TTL padrão , a corrente máxima de saída de estado alto e a corrente máxima de entrada de estado alto são 400 mA e 40 mA, respectivamente. Os mesmos valores para o estado baixo são 16 μ A e 1,6 μ A, respectivamente. 

O inverso do fan-out é o fan-in , que permite que um circuito suporte diversas entradas digitais em uma única porta lógica.

© Direitos de autor. 2023: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 15/05/2023