(Parte 1 de 11)

ELETRÔNICA I Prof. Sidney José Montebeller

Referências Bibliográficas e Internet

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller I

Referências Bibliográficas

1- TOCCI, R. J.; WIDMER, N.S.; Sistemas Digitais: Princípios e Aplicações. Rio de Janeiro: LTC, 2000.

2- MALVINO, A. P.; LEACH, D. P.; Eletrônica Digital: Princípios e Aplicações. São Paulo: McGraw-Hill, 1987.

3- TAUB, H.; Circuitos Digitais e Microprocessadores. São Paulo: McGraw-Hill, 1984.

4- LOURENÇO, A. C.; Circuitos Digitais. São Paulo: Érica.

5- CAPUANO, F. G.; IDOETA, I. V.; Elementos de Eletrônica Digital. São Paulo: Érica.

6- MELO, M.; Eletrônica Digital. São Paulo: Makron Books. 7- TOKHEIM, R. L.; Princípios Digitais. São Paulo: McGraw-Hill.

Internet

1- ALTERA – http://www.altera.com/ - Dispositivos de Lógica Programável 2- XILINX – http://www.xilinx.com/ - Dispositivos de Lógica Programável

3- ATMEL – http://www.atmel.com/ - Microcontroladores (AVR) e Componentes Discretos

4- MICROCHIP – http://www.microchip.com/ - Microcontroladores (PIC) e Componentes Discretos

5- NATIONAL – http://www.national.com/ - Microcontroladores (COP8) e Componentes Discretos

6- TEXAS INSTRUMENTS – http://www.ti.com/ - Microcontroladores (MSP430) e Componentes Discretos

7- BURR-BROWN – http://www.burrbrown.com/ - Conversores A/D e D/A e Amplificadores Operacionais

8- INTEL – http://www.intel.com/ - Microcontroladores (8051) e Componentes Discretos

9- ANALOG DEVICES – http://www.analog.com/ - Conversores A/D e D/A e Componentes Discretos

10- MOTOROLA – http://e-w.motorola.com/ - Microcontroladores (M68HC) e Componentes Discretos

Sumário

1. Revisão de Circuitos Combinatórios1
1.1- Conceitos Introdutórios1
1.2- Representação de Quantidades Binárias2
1.3- Circuitos Digitais/Circuitos Lógicos3
1.4- Sistemas de Numeração e Códigos3
1.5- Portas Lógicas e Álgebra Booleana5
1.6- Teoremas da Álgebra de Boole8
1.7- Universalidade das Portas NAND e NOR9
1.8- Simplificação de Circuitos Lógicos9
1.9- Projetando Circuitos Lógicos10
1.1- Outras Portas Lógicas1
1.12- Circuitos Integrados Lógicos12
2. Famílias Lógicas de Circuitos Integrados14
2.1- Introdução14
2.2- Terminologia de Circuitos Integrados Digitais14
2.3- Família Lógica TTL18
2.4- Características da Série TTL Padrão19
2.5- Séries TTL Aperfeiçoadas20
2.6- Fan-Out e Carregamento para TTL2
2.7- Outras Características TTL23
2.8- Conectando Saídas TTL Juntas24
2.9- Tristate (Terceiro Estado) para o TTL26
2.10- Circuitos Integrados Digitais MOS27
2.1- O MOSFET27
2.12- Circuitos Digitais com MOSFETs27
2.13- Características da Lógica MOS29
2.14- Lógica MOS Complementar30
2.15- Características da Série CMOS31
2.16- Tecnologia de Baixa Tensão35
2.17- Saídas CMOS de Dreno Aberto e Tristate36
2.18- Interfaceamento de Circuitos Integrados37
2.19- TTL Acionando CMOS37
2.20- CMOS Acionando TTL38
3. Dispositivos de Lógica Programável (PLDs)40
3.1- Introdução40
3.2- Conceito Básico41
3.3- Simbologia42
3.4- Arquitetura de um PLD42
3.5- Outros Recursos Disponíveis4
3.6- Outros Tipos de PLDs4
3.7- Programação45

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller I 1.10- Método do Mapa de Karnaugh para Simplificação Circuitos Lógicos...1 3.8- PLDs Programáveis .............................................................................. 45

Sumário

4. Flip-Flops46
4.1- Introdução46
4.2- Flip-Flop R-S (Reset – Set)46
4.3- Flip-Flops com Clock47
4.4- Flip-Flop R-S com Clock48
4.5- Flip-Flop J-K49
4.6- Flip-Flop D50
4.7- Latch D50
4.8- Entradas Assíncronas51
4.9- Características de Temporizações dos Flip-Flops51
4.10- Circuitos Integrados de Flip-Flops53
4.1- Problemas de Temporização em Flip-Flops53
4.12- Flip-Flops Mestre/Escravo54
4.13- Dispositivos Schmitt-Trigger54
4.14- Circuitos Geradores de Clock5
5. Contadores57
5.1- Introdução57
5.2- Contadores Assíncronos57
5.3- Contadores de Módulo < 2N59
5.4- Diagrama de Transição de Estados60
5.5- Contadores de Década60
5.6- Circuitos Integrados de Contadores Assíncronos60
5.7- Contador Assíncrono Decrescente61
5.8- Atrasos de Propagação de Contadores Assíncronos62
5.9- Contadores Síncronos63
5.10- Circuitos Integrados de Contadores Síncronos64
5.1- Contadores Síncronos Decrescentes64
5.12- Contadores com Carga Paralela64
5.13- Utilizando Contadores BCD65
5.14- Projeto de Contadores Síncronos6
5.15- O Flip-Flop J-K6
5.16- Procedimento para Construção de Contadores Síncronos67
6. Registradores70
6.1- Introdução70
6.2- Registradores de Deslocamento70
6.3- Transferência Paralela de Dados entre Registradores71
6.4- Transferência Serial de Dados entre Registradores71
6.6- Contadores com Registradores de Deslocamento72

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller II 6.5- Comparação entre a Transferência Paralela e a Transferência Serial..72 6.7- Circuitos Integrados de Registradores..................................................74

Sumário

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller IV

Demultiplexadores75
7.1- Decodificadores75
7.2- Codificadores7
7.3- Multiplexadores78
7.4- Demultiplexadores81
8. Aritmética Digital83
8.1- Introdução83
8.2- Adição Binária83
8.3- Representação de Números com Sinal83
8.4- Representação de Números com Sinal Usando Complemento a 285
8.5- Multiplicação de Números Binários8
8.6- Divisão de Números Binários8
8.7- Adição de Números BCD89
8.8- Aritmética Hexadecimal89
8.9- Circuitos Aritméticos90
8.10- Somador Paralelo Integrado95
8.1- Ligação em Cascata de Somadores Paralelos95
8.12- Circuito Integrados de ULAs95
9. Conversão Digital-Analógica97
9.1- Interface com o Mundo Analógico97
9.2- Sistema Digital Interfaceando com Grandezas Analógicas97
9.3- Conversão Digital Analógica (D/A)98
9.4- Código de Entrada BCD100
9.5- Conversor D/A com Amplificador Operacional100
9.6- Fatores Importantes na Precisão da Conversão102
9.7- Conversores D/A com Saída em Corrente103
9.8- Rede R/2R104
9.9- Especificações de Conversores D/A104
9.10- Circuito Integrado de Conversão D/A – AD7524105
9.1- Aplicações de Conversores D/A105
10. Conversão Analógico-Digital107
10.1- Introdução107
10.2- Conversor A/D de Rampa Digital108
10.3- Precisão e Resolução de Conversores A/D108
10.4- Aquisição de Dados109
10.5- Reconstrução de Sinais Digitalizados110
10.6- Conversor A/D de Aproximações Sucessivas1

7. Decodificadores, Codificadores, Multiplexadores e 10.7- ADC0804 – Conversor A/D de Aproximações Sucessivas...............112

Sumário

10.8- Conversor A/D Flash114
10.9- Outros Métodos de Conversão A/D115
1. Memórias17
1.1- Introdução17
1.2- Definição de Termos Básicos17
1.3- Princípios de Operação das Memórias19
1.4- Conexões da Memória com a CPU120
12. Memórias Somente de Leitura (ROM)122
12.1- Introdução122
12.2- Diagrama em Blocos de uma ROM122
12.3- Arquitetura de uma ROM123
12.4- Temporização de uma ROM124
12.5- Tipos de ROM124
12.6- Aplicações de ROMs125
13. Memórias de Acesso Aleatório (RAM)126
13.1- Introdução126
13.2- Arquitetura de uma RAM126
13.3- RAM Estática (SRAM)128
13.4- RAM Dinâmica (DRAM)130
14. Expansão do Tamanho da Palavra e da Capacidade133
14.1- Introdução133
14.2- Expansão do Tamanho da Palavra133
14.3- Expansão da Capacidade134
15. Microcontrolador AT90S8515136
15.1- Introdução136
15.2- Características do Microcontrolador AT90S8515137
15.3- Encapsulamento137
15.4- Descrição Geral138
15.5- Diagrama em Blocos139
15.6- Descrição dos Pinos140
15.7- Oscilador141
15.8- Arquitetura141
15.9- Temporizadores/Contadores157

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller V 15.10- Watchdog Timer.............................................................................. 166

15.1- Acesso para Leitura/Escrita na EEPROM168
15.12- UART171
15.13- Comparador Analógico176
15.14- Interface com SRAM Externa178
15.15- Portas de Entrada/Saída179
16. Guia para Uso do Assembler AVR188
16.1- Introdução188
16.2- Código Fonte do Assembler188
16.3- Registradores da Memória de I/O do AT90S8515189
16.4- Tabela de Instruções190
16.5- Diretivas no Assembler196

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller VI 16.6- Expressões ....................................................................................... 204

Revisão de Circuitos Combinatórios

FACENS – ELETRÔNICA I – Prof. Sidney José Montebeller 1

1. Revisão de Circuitos Combinatórios

1.1- Conceitos Introdutórios

Grandezas Analógicas e Digitais

Grandezas analógicas são aquelas que podem variar em um intervalo contínuo de valores. Por exemplo, a velocidade de um veículo pode assumir qualquer valor de 0 a 200 Km/h.

Grandezas digitais são aquelas que variam em passos discretos. Por exemplo, o tempo varia continuamente mas a sua medição através de um relógio digital é feita a cada minuto.

Sistemas Analógicos e Digitais

Um sistema analógico contém dispositivos que podem manipular quantidades físicas analógicas. Por exemplo, a saída de um amplificador pode variar continuamente dentro de um certo intervalo.

Um sistema digital contém dispositivos capazes de manipular informações lógicas (representadas na forma digital). Um exemplo seria um computador.

As vantagens das técnicas digitais são várias: - Sistemas digitais são mais fáceis de projetar;

- Fácil armazenamento de informação;

- Maior exatidão e precisão;

- A operação do sistema pode ser programada;

- Circuitos digitais são menos afetados pelo ruído;

- Um maior número de circuitos digitais pode ser colocado em um circuito integrado.

Sistemas de Numeração Digital

- Sistema decimal – contém 10 algarismos (0 a 9). Representação:

273,4110 = (2 x 102) + (7 x 101) + (3 x 100) + (4 x 10-1) + (1 x 10-2)

Pesos 102 101 100 10-1 10-2 2 7 3 4 1

(Parte 1 de 11)

Comentários