Simulação de Circuitos Combinacionais - Falstad

Circuitos Combinacionais

Autoria

Evandro Cantú / IFPR - Câmpus Foz do Iguaçu

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Circuitos combinacionais são circuitos cujo nível lógico da(s) saída(s) depende da combinação dos níveis lógicos das entradas.

Um circuito lógico combinacional não possui característica de memória de estados anteriores, dependendo apenas dos valores atuais das entradas.

Laboratório de simulação de circuitos combinacionais

Vamos utilizar o software disponível em http://www.falstad.com/mathphysics.html para simular o funcionamento de alguns Ciruitos Lógicos Combinacionais (Combinational Logic).

Ou-Exclusivo (XOR)

• Testar a tabela verdade do circuito Ou-Exclusivo (XOR).

Note que o circuito Ou-Exclusivo é construído a partir de portas NÂO-E (NAND). Acompanhar os valores 1 e 0 nas entradas, saídas e também nos pontos internos do circuito.

Meio Somador (Half Adder)

• Testar o circuito Meio Somador (Half Adder).

O circuito tem duas entradas com os bits a serem somados e duas saídas, uma com a soma e outra com o carry (vai um). Construir a tabela verdade do circuito.

Somador Completo (Full Adder)

• Testar o circuito Somador Completo (Full Adder).

O circuito tem três entradas, incluindo os dois bits a serem somados e o carry da coluna anterior e duas saídas, uma com a soma e outra com o carry (vai um) para a próxima coluna. Construir a tabela verdade do circuito.

Pesquisa e exercício

1. Pesquise sobre os Circuitos Somadores verificando sua representação como bloco e sua tabela verdade.
2. Desenhar um circuito somador de 4 bits a partir da integração de um bloco meio somador e três blocos somador completo.
3. Pesquise sobre os Circuitos Integrados da série 7400, identifique as portas lógicas disponíveis, identifique os circuitos somadores disponíveis.

Circuito lógica majoritária

• Testar o circuito Lógica Majoritária.

A saída do circuito será 1 se a meioria das entradas for 1, senão a saída será 0. Construir a tabela verdade do circuito.

Decodificador

O decodificador é um circuito combinacional que recebe como entrada um número binário e ativa apenas a saída correspondente ao número recebido, as demais saídas permanecem desativadas.

Veja um exemplo de um decodificador de 2 linhas de entrada para 1 de 4 linhas de saída. Para cada combinação de entrada (2² possibilidades), apenas uma saída é selecionada.

Exercício de simulação

• Simule o Decodificador 1-de-4 e construa sua tabela verdade.

Exercício

1. Construa um decodificador com 3 linhas de entrada para 1 de 8 saídas.
2. Pesquise os decodificadores disponíveis nos Circuitos Integrados da série 7400
3. Verifique que há também decodificadores de BCD para decimal e para 7-segmentos, e também de Gray para decimal.

Aplicação dos decodificadores

Seleção de endereço de memórias

Uma aplicação importante dos decodificadores é como dispositivo para selecionar uma posição de memória para um dado ser armazenado no computador. Cada posição de memória tem um endereço, fornecido por um número binário, o qual será a entrada do decodificador que indicará a posição selecionada. Esta é a explicação do porque os tamanhos dos dispositivos de memória sempre são múltiplos de 2ⁿ.

Exercícios

1. Se o seu computador tem um limite de expansão da memória RAM de 4 Gi (Giga ou Gibi), quantas linhas de endereço de memória ele possui?

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