Portas Logicas

Portas Logicas

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PUCRS – Faculdade de Engenharia Elétrica – Departamento de Engenharia Elétrica

Eletrônica DigitalCap. I por F.C.C. De Castro

Capítulo I Portas Lógicas Básicas

1 Introdução

Em qualquer sistema digital1 a unidade básica construtiva é o elemento denominado Porta Lógica. Este capítulo descreve as portas lógicas usuais, seu uso e funcionalidade.

Portas lógicas são encontradas desde o nível de integração em larga escala (circuitos integrados de processadores pentium, por exemplo) até o nível de integração existente em circuitos integrados digitais mais simples (famílias de circuitos integrados TTL e CMOS por exemplo).

Passamos a descrever, então, o conjunto básico de portas lógicas utilizadas em Eletrônica Digital bem como a forma em que são comercialmente disponíveis.

2 A Porta AND

Figura 1: Símbolo gráfico de uma porta lógica AND de 2 entradas (A e B).

Figura 2: Diagrama de pinos de um circuito integrado (CI) disponível comercialmente (TTL – 7408) , contendo 4 portas AND. Para a família de CIs

TTL, a alimentação é VVcc5=+.

1 Por exemplo, o sistema digital que controla as ações a serem executadas por motores e acionadores de um conjunto de elevadores, o controlador de um processo industrial, o microprocessador de um computador, etc...

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0 010 100 1 Tabela 1: Tabela verdade de uma porta lógica AND de 2 entradas.

Observações:

(I) Em lógica digital o valor lógico 0 significa FALSO (F) e normalmente é representado por um nível de tensão V 0, isto é, um nível baixo de tensão – LOW (L).

(I) O valor lógico 1 significa VERDADEIRO (V) e normalmente é representado por um nível de tensão Vcc+, isto é, um nível alto de tensão – HIGH (H).

⇒⇒⇒⇒Assim, no contexto das observações (I) e (I) é possível concluir que a tabela verdade de uma porta AND de 2 entradas (Tabela 1) pode ter as seguintes representações alternativas:

Tabela 2: Representação alternativa da tabela verdade de uma porta lógica AND de 2 entradas.

Vcc+ Vcc+ Vcc+ Tabela 3: Representação alternativa da tabela verdade de uma porta lógica

AND de 2 entradas assumindo que o valor de tensão Vcc+ represente VERDADEIRO (V) e que o valor de tensão V 0 represente FALSO (F).

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Tabela 4: Representação alternativa da tabela verdade de uma porta lógica AND de 2 entradas.

⇒⇒⇒⇒Supondo que sejam aplicados dois trens de pulsos retangulares de tensão nas entradas A e B de uma porta lógica, o gráfico no tempo do sinal obtido na saída Y denomina-se Diagrama de Tempo:

Figura 3: Exemplo do diagrama de tempo que seria observado na tela de um osciloscópio para uma porta lógica AND de 2 entradas (TTL – 7408 – ver Figura 2). Note que os níveis de tensão ao longo do tempo obedecem a Tabela 3.

⇒⇒⇒⇒Na prática, o valores V e F da tabela verdade de uma porta lógica representam a ocorrência de eventos que devem resultar combinados na saída

Y de acordo com uma lei de formação que atenda um determinado problema a ser resolvido.

⇒⇒⇒⇒Por exemplo, a Tabela 2 poderia representar a situação em que queremos controlar o motor que abre e fecha a porta de um elevador

(controlado pela saída Y de uma porta AND) em função de o elevador estar parado no andar em questão (sensor que aplica uma tensão Vcc+à entrada

A da porta AND quando esta situação ocorre) e em função de o usuário do elevador ter apertado o botão de abertura de porta (sensor que aplica uma tensão Vcc+à entrada B da porta AND quando esta situação ocorre):

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A(elevador parado no andar)

B(botão de abertura de porta pressionado)

Y(abre a porta do elevador)

Tabela 5: Exemplo de aplicação simples de uma porta AND de 2 entradas na abertura/fechamento da porta de um elevador.

3 A Porta OR

Figura 4: Símbolo gráfico de uma porta lógica OR de 2 entradas (A e B).

Figura 5: Diagrama de pinos de um circuito integrado (CI) disponível comercialmente (TTL – 7432) , contendo 4 portas OR.

0 011 101 1 Tabela 6: Tabela verdade de uma porta lógica OR de 2 entradas.

⇒⇒⇒⇒São válidas todas as conclusões resultantes das observações (I) e (I) para uma porta AND no que diz respeito à tabela verdade de uma porta OR.

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Figura 6: Exemplo do diagrama de tempo que seria observado na tela de um osciloscópio para uma porta lógica OR de 2 entradas (TTL – 7432 – ver Figura 5).

4 A Porta XOR

Figura 7: Símbolo gráfico de uma porta lógica XOR de 2 entradas (A e B).

0 011 101 110 Tabela 7: Tabela verdade de uma porta lógica XOR de 2 entradas.

⇒⇒⇒⇒São válidas todas as conclusões resultantes das observações (I) e (I) para uma porta AND no que diz respeito à tabela verdade de uma porta XOR.

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