AP 09.5 – Porta Lógica - XOR - Game Show

O módulo XOR é uma porta lógica com duas entradas e uma saída. A saída de uma porta XOR é somente ALTA (1) se qualquer uma, mas não ambas, forem altas .

No caso de uma porta XOR com mais de duas entradas, na maioria das vezes, uma porta XOR emitirá um sinal alto se um número ímpar de entradas for alto.

O XOR é chamado de OR exclusivo porque é similar ao portão OR, mas ele só emite um sinal alto se houver exclusivamente uma entrada que seja alta. O XOR é ótimo para projetos nos quais a ativação requer alternância de entrada.

*Para sua informação, os seguintes termos são usados ​​de forma intercambiável:

• 1 | ALTO | LIGADO; 
• 0 | BAIXO | DESLIGADO;

Na tabela verdade ON = 1 e OFF = 0. 

O XOR Gate é uma porta digital lógica que emite um sinal alto somente quando os sinais de entrada são diferentes.

Portas XOR são comumente usadas em circuitos digitais para realizar operações aritméticas e de processamento de dados.

Um exemplo divertido de um Portão XOR seria um buzzer de game show. Se dois competidores buzzer, apenas um deles, o primeiro a buzzer, ativará o circuito. O outro competidor será “bloqueado” de buzzer.

O diagrama elétrico do controle do Game Show está disponível em: 25_01_07_Game_Show (PDF).

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

Circuito Integrado 05 - Porta lógica XOR 74LS86

Se em uma porta lógica a saída "1" for obtida  SOMENTE  quando A = "1"  ou quando  B = "1"  , mas  NÃO ambos juntos ao mesmo tempo, então esse tipo de porta é conhecido como uma função OR Exclusiva  ou uma  função Ex-Or,  para abreviar, porque exclui o caso " OR BOTH" de Q  = "1" quando  A  e  B  = "1".

Em outras palavras, a saída de uma porta Exclusive-OR  SOMENTE  fica "ALTA" quando seus dois terminais de entrada estão em níveis lógicos " DIFERENTES " em relação um ao outro e ambos podem estar no nível lógico "1" ou ambos no nível lógico "0", o que nos dá a expressão booleana de:   Q = (A⊕ B) =  A . /B + /A . B

A função Exclusive-OR Gate é alcançada combinando portas padrões para formar funções mais complexas. Um exemplo de um a porta Exclusive-OR de 2 entradas  é dado abaixo.

Então, a função lógica implementada por um Ex-OR de 2 entradas é dada como " A OU B, mas NÃO ambos " dará uma saída em Q . Em geral, uma  porta Ex-OR dará um valor de saída lógico "1" SOMENTE quando houver um  número ÍMPAR  de 1's nas entradas da porta. Então, uma  função Ex-OR  com mais de duas entradas é chamada de "função ímpar" ou módulo-2-soma (Mod-2-SUM), não uma  Ex-OR . Esta descrição pode ser expandida para se aplicar a qualquer número de entradas individuais, conforme mostrado abaixo para uma  porta Ex-OR de 3 entradas  .

O símbolo usado para denotar uma  função Exclusive-OR  é ligeiramente diferente daquele para a porta Inclusive-OR padrão.

Os CIs de porta OU Exclusiva comumente disponíveis incluem: Portas OU Exclusivas são usadas principalmente para construir circuitos que realizam operações aritméticas e cálculos, especialmente  somadores  e  meio-somadores,  pois podem fornecer uma função de "bit de transporte" ou como um inversor controlado, onde uma entrada passa os dados binários e a outra entrada é fornecida com um sinal de controle.

Tipos de lógica TTL

• 74LS86 - Quatro portas de 2 entradas;

Tipos de lógica CMOS

• CD4030 Quatro portas de 2 entradas.

Quatro portas de 2 entradas 7486.

No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado XOR TTL Gate SN7486: 24_01_02 XOR_GATE-SRG.

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

AP 09.4 – Porta Lógica - OR - Descarte de Peças por Pedais

Descrição de funcionamento: O funcionamento deste circuito baseia-se no avanço de um atuador de simples ação que serve para descarte de peças. O acionamento ocorre por meio qualquer um dos pedais, retornando a posição inicial quando os pedais forem desacionados. O esquema mecânico da esteira de descarte de peças por pedais é mostrado na figura ao lado.

Projetar o circuito lógico para o dispositivo descrito acima, 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.

Solução: Outra possibilidade é a porta OR. Ela combina duas entradas com a lógica OR. O resultado Q é igual a 1 se as entradas A OR B , OR ambas forem iguais a 1.

Também para essa combinação lógica, há uma lógica correspondente no uso da linguagem: "A bicicleta está trancada quando está trancada com um cadeado em U ou com uma corrente". Para você, é intuitivamente óbvio que a bicicleta também está trancada quando está trancada com um cadeado em U e com uma corrente.

A B Q 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 Tabela verdade da lógica OR .

Símbolo OR em diagramas de circuitos.

A maneira mais fácil de realizar um circuito com lógica OR é substituindo o CI do Experimento 2 pelo CI C-MOS 4071 .

Um circuito OR . ( Ampliar )

Portas Básicos As três portas ( NOT , AND e OR ), que você conheceu até agora, são chamados de portas básicas. Mas o que são portas básicos? Há uma definição simples: Todas as outras portas podem ser representadas como uma combinação de portas básicas. Mas falaremos mais sobre isso depois, porque há várias maneiras de determinar portas básicas.

Talvez você esteja se perguntando sobre a lógica OR . Na linguagem OR é frequentemente usado em outro contexto lógico...

O diagrama elétrico do controle do Descarte de Peças por Pedais estará disponível em: 25_01_04_Descarte_de_Peças_por_Pedais_SRG (PDF).

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

Circuito Integrado 04 - Porta lógica OR 74LS32

Uma  porta lógica OR  ou  porta inclusive-OR  é um tipo de porta lógica digital que tem uma saída que normalmente está no nível lógico "0" e só vai "ALTO" para um nível lógico "1" quando  QUALQUER uma  de suas entradas está no nível lógico "1". A saída de uma  porta lógica OR  só retorna "BAIXO" novamente quando  TODAS  as suas entradas estão no nível lógico "0". A expressão lógica ou booleana dada para uma porta lógica  OR  é aquela para  Adição Lógica  que é denotada por um sinal de mais, ( + ) nos dando a expressão booleana de:   Q = A+B .

Podemos então definir a operação de uma porta lógica  OR de 2 entradas  como sendo: "Se A ou B for verdadeiro, então Q é verdadeiro".

Portas lógicas OU  estão disponíveis usando circuitos digitais para produzir a função lógica desejada e recebem um símbolo cuja forma representa a operação lógica da  porta OU .

A  função OR  pode ter qualquer número de entradas individuais. No entanto,  portas OR disponíveis comercialmente  estão disponíveis em tipos de 2, 3 ou 4 entradas. Entradas adicionais exigirão que as portas sejam colocadas em cascata.

Pinos do circuito integrado OR 7432 - Quatro portas de 2 entradas, estão na figura ao lado.

Os circuitos integrados de porta OR comumente disponíveis incluem:

Tipos de lógica TTL

• 74LS32 - Quatro portas OR de 2 entradas.

Tipos de lógica CMOS

• CD4071 Quatro portas OR de 2 entradas;
• CD4075 Três portas OR de 3 entradas;
• CD4072 Duas portas OR de 4 entradas.

No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado OR TTL Gate SN7432: 24_01_03 OR_GATE-SRG.

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

AP 09.3 – Porta Lógica - AND - Prensa Peças Bimanual

Descrição de funcionamento: Um circuito bastante interessante, utilizado como elemento de segurança nas industrias. Pois o operador deverá pressionar os dois botões ao mesmo tempo, com isso as duas mãos estarão ocupadas o que impede um possível acidente.
O esquema mecânico da Prensa peças Bimanual é mostrado na figura ao lado.

Projetar o circuito lógico para o dispositivo descrito acima, 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.

Solução: A porta AND combina duas entradas com a lógica AND. Com a lógica AND o resultado Q só pode ser igual a 1 se as entradas A AND B forem iguais a 1.

Essa lógica é a mesma lógica do uso da linguagem : "A casa está fechada ( Q ), se a janela ( A ) e a porta ( B ) estiverem fechadas".

• Se a janela e a porta estiverem abertas (A = 0, B = 0), a casa estará aberta (Q = 0).
• Se a janela estiver aberta (A = 0) e a porta estiver fechada (B = 1), a casa estará aberta (Q = 0).
• Se a janela estiver fechada (A = 1) e a porta estiver aberta (B = 0), a casa estará aberta (Q = 0).
• Se a janela e a porta estiverem fechadas (A = 1, B = 1), a casa estará fechada (Q = 1).

Isto é mostrado na tabela verdade...

A B Q 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 Tabela verdade da lógica AND .

Símbolo AND em diagramas de circuitos.

Um circuito AND .

Com uma das quatro portas AND no C-MOS IC 4081, você pode construir um circuito lógico AND como mostrado na imagem.

A lógica AND não é a única maneira de combinar logicamente duas entradas...

O diagrama elétrico do controle da Prensa Peças Bimanual estará disponível em: 25_01_03 Prensa_Peças_Bimanual_SRG (PDF).

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

Circuito Integrado 03 - Porta lógica AND 74LS08

Uma  porta lógica AND  é um tipo de porta lógica digital que tem uma saída que normalmente está no nível lógico "0" e só vai para "ALTO" para um nível lógico "1" quando  TODAS  as suas entradas estão no nível lógico "1". A saída de uma  porta lógica AND  só retorna "BAIXO" novamente quando  QUALQUER uma  de suas entradas está no nível lógico "0". A expressão lógica ou booleana dada para uma porta lógica  AND  é aquela para  Multiplicação Lógica  que é denotada por um único ponto, nos dando a expressão booleana de:   Q = A . B .

Podemos então definir a operação de uma porta lógica  AND de 2 entradas  como sendo: "Se A e B são verdadeiras, então Q é verdadeira"

Portas lógicas AND  estão disponíveis usando circuitos digitais para produzir a função lógica desejada e recebem um símbolo cuja forma representa a operação lógica da  porta AND  .

Os CIs de porta AND disponíveis comercialmente  estão disponíveis apenas em pacotes padrão de 2, 3 ou 4 entradas. Se entradas adicionais forem necessárias,  as portas AND padrão  precisarão ser colocadas em cascata para obter o valor de entrada necessário. 

Pinos do circuito integrado AND 7408 - Quatro portas de 2 entradas, estão na figura ao lado.

Os circuitos integrados de lógica e porta digitais comumente disponíveis   incluem:

Tipos de lógica TTL:

• 74LS08 - Quatro portas de 2 entradas;
• 74LS11- Três portas de 3 entradas;
• 74LS21 - Duas portas de 4 entradas.

Tipos de lógica CMOS:

• CD4081 - Quatro portas de 2 entradas;
• CD4073 - Três portas de 3 entradas;
• CD4082 - Duas portas de l 4 entradas.

No link a seguir há a folha de dados do circuito integrado AND TTL Gate SN7408: 24_01_02 AND_GATE-SRG.

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

AP 09.2 – Porta Lógica - NOT - Porta de Caldeira

Descrição de funcionamento: Um cilindro de dupla ação tem a função de abrir e fechar a porta de uma caldeira e deverá ser controlado por uma válvula direcional com retorno por mola, sendo que , no acionamento da botoeira promove-se o recuo do atuador, no desacionamento, o avanço. Projetar o circuito lógico para o dispositivo descrito acima.

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.

Solução: A operação lógica mais simples é a lógica NOT. A porta lógica correspondente tem apenas uma entrada e uma saída.

A tabela verdade mostra a lógica NOT . O resultado na saída Q nega a entrada A ...

• Se a entrada A = 0, o resultado é Q = 1.
• Se a entrada A = 1, o resultado é Q = 0.

A Q 0 1 1 0 Tabela verdade da lógica NOT .

Símbolo NÃO em diagramas de circuitos.

Um circuito NOT . 

Com o circuito mostrado, você percebe a lógica NOT . Você usa o C-MOS IC 4069 , que tem seis portas NOT . O circuito mostrado é, portanto, apenas um exemplo, já que você pode usar qualquer uma das seis portas.

Como último passo, você conecta a bateria...

• Como o interruptor está aberto ( A = 0 ), o LED está aceso ( Q = 1 ).
• Se você pressionar e fechar o interruptor ( A = 1 ), o LED apaga ( Q = 0 ).

O diagrama elétrico do controle da Porta de Caldeira com porta lógica está disponível em: 25_02_02_Porta_de_Caldeira_SRG (PDF).

© Direitos de autor. 2021: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 22/12/2024