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Summary

Relatório descrevendo o funcionamento de diversos Multiplexadores em circuitos digitais, identificando os passos a serem utilizados e os resultados obtidos....

Description

Por LOHRANN FABER RODRIGUES

Relatório de Prática Nº 4 – Circuito com Multiplexadores

Macaé - RJ Maio/2016

Por LOHRANN FABER RODRIGUES

Relatório de Prática Nº 4 – Circuito com Multiplexadores

Macaé - RJ Maio/2016

SUMÁRIO

1 INTRODUÇÃO...........................................................................................................6 1.1 O MULTIPLEXADOR (MUX)...................................................................................8 1.2 JUSTIFICATIVA.......................................................................................................8 2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL..........................................................................9 2.1 PRIMEIRA PARTE DO EXPERIMENTO.................................................................9 2.2 SEGUNDA PARTE DO EXPERIMENTO...............................................................11 2.3 MATERIAIS UTILIZADOS.....................................................................................12 2.4 RESULTADOS OBTIDOS.....................................................................................13 3 CONCLUSÃO...........................................................................................................14 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA.................................................................................15

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – Multiplexador 8x1.........................................................................................8 Figura 2 – Multiplexadores 4x1 em cascata atuando como geradores de função.....10 Figura 3 – Multiplexador 4x1 realizando o recebimento das operações....................12 Figura 4 – Diagrama lógico dos pinos do 74153........................................................13 Figura 5 – Tabela verdade do CI 74153......................................................................13

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Tabela-Verdade do Circuito dado pelo Professor na prática 2....................6 Tabela 2 – Tabela-Verdade do Circuito dado pelo Professor na prática 3....................7 Tabela 3 – Tabela-verdade do circuito subtrator com as atribuições a cada entrada do MUX...............................................................................................................................9 Tabela 4 – Tabela-verdade do circuito multifuncional com as atribuições a cada entrada do MUX...........................................................................................................11

1 INTRODUÇÃO Foi realizada uma prática, na aula de Fundamentos de Sistemas Digitais, datada do dia 17 de março, na qual consistiu na construção de um circuito subtrator, utilizando complemento de dois para também determinarmos os números negativos resultantes da subtração no circuito.

Tabela 1 – Tabela-Verdade do Circuito dado pelo Professor na prática 2

No dia 24 de março, construímos um circuito de portas lógicas multifuncionais, o qual foi solicitado pelo professor, abrigando as seguintes condições de acordo com a tabela verdade de quatro entradas (A, B, X e Y): X

Y

S

0

0

A* B

0

1

A+B

1

0

A XNOR B

1

1

1

Tabela 2 – Tabela-Verdade do Circuito dado pelo Professor na prática 3

Logo, o professor, na prática realizada no dia 15 de abril, solicitou que utilizássemos os dois casos da seguinte maneira: Refazer o circuito S1 obtido na prática 2 utilizando multiplexadores como geradores de função; Refazer o circuito obtido na prática 3, com sua seleção feita por multiplexadores;

1.1 O MULTIPLEXADOR (MUX) O multiplexador tem como composição várias linhas de entrada e uma de saída, e uma chave, também denominada enable ou strobe, que realiza a variação da entrada gerando diversas respostas possíveis, sendo que cada entrada possui um nível lógico correspondente. Através dessa chave, podemos determinar qual será a linha de entrada escolhida. Logo, pode-se implementar o Mux com portas lógicas (algo que será feito no segundo experimento), sendo que através da chave podemos fazer a habilitação ou não dessa porta, ou também até mesmo um gerador de funções, aplicando a cada entrada a função desejada.

Figura 1 –Multiplexador 8x1 (8 entradas, 1 saída).

1.2 JUSTIFICATIVA A prática se tornou uma forma de estudo para entendimento da funcionalidade de um multiplexador, através de sua teoria dada em aula.

2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 2.1 PRIMEIRA PARTE DO EXPERIMENTO No início da segunda prática, usamos como base a tabela 1 acima, a qual detalha um circuito subtrator, porém, conforme solicitado pelo professor, iremos analisar apenas a saída S1 do circuito, para a utilização de multiplexadores. Logo, associamos cada entrada do multiplexador à saída correspondente do circuito S1, na tabela-verdade abaixo: A0

A1

B0

B1

S1

E (MUX)

0

0

0

0

0

E0

0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 1 1 0 0

E1 E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E9 E10 E11 E12 E13 E14 E15

Tabela 3 – Tabela-verdade do circuito subtrator com as atribuições a cada entrada do MUX.

Com isso, foi gerado um diagrama com um multiplexador 16x1. Porém, como não tínhamos acesso a um MUX 16x1, pois o professor não o tinha, utilizamos 4 multiplexadores 4x1, em cascata, de acordo com o diagrama abaixo:

Figura 2 –Multiplexadores 4x1 em cascata atuando como geradores de função.

OBS: Na figura 2 acima, as entradas de seleção são SEL0 (relativa à variável A1) e SEL1 (relativa à variável A0). Como dito anteriormente, foi necessário o uso de um Multiplexador 4x1, que atenderia a necessidade do enunciado em questão, pois não tínhamos acesso a um MUX 16x1. Logo, obtivemos o chip TTL 74153, que realiza a função do multiplexador 4x1, para prosseguir com a prática. 2.2 SEGUNDA PARTE DO EXPERIMENTO No início da segunda prática, usamos como base a tabela 2 acima, a qual detalha qual função lógica deve ser introduzida nas entradas do multiplexador,

utilizando as duas entradas de seleção (X e Y) e consequentemente criando a operação lógica dada às variáveis A e B, realizado na prática do dia 24 de março. Realizamos a montagem com o uso do multiplexador de acordo com a tabelaverdade a seguir: X

Y

S

E (MUX)

0

0

A* B

E0

0

1

A+B

E1

1

0

A XNOR B

E2

1

1

1

E3

Tabela 4 – Tabela-verdade do circuito multifuncional com as atribuições a cada entrada do MUX.

Com isso, geramos o seguinte diagrama:

Figura 3 –Multiplexador 4x1 realizando o recebimento das operações (4 entradas, 1 saída).

Como visto na figura 3 acima, foi necessário o uso de um Multiplexador 4x1, que atenderia a necessidade do enunciado em questão. Logo, obtivemos o chip TTL 74153, que realiza a função do multiplexador 4x1, e os chips TTL referentes às portas lógicas em questão (OR, AND e XOR com a porta NOT, pois o professor não possuía chip XNOR). 2.3 MATERIAIS UTILIZADOS 

Protoboard (Obtida por meio da faculdade);



Fios Jumper (Obtidos por meio do professor);



Fonte externa (saída de 5V);



Multímetro (Obtido por meio da faculdade);



CI’s TTL 7411, 7432, 7404 e 7486 (Obtidos por meio do professor);



LED para checar a alimentação do circuito;



CI MUX TTL 74153 (Obtido por meio do professor).

Figura 4 – Diagrama lógico dos pinos do 74153 (NATIONAL, 1989).

Figura 5 – Tabela verdade do CI 74153 (Note que o Strobe em HIGH desativa as entradas A e B, fazendo com que o valor lógico delas e o restante do circuito não importem, gerando sempre uma saída LOW) (NATIONAL, 1989).

2.4 RESULTADOS OBTIDOS 

Para obtermos o resultado possível que fizesse todo o circuito ser alimentado de forma correta, fizemos as comparações com as tabelas -verdade (tabelas 3 e 4);



Para isso, foi necessário testar cada caso de acordo com a tabelaverdade de cada circuito (tabelas 3 e 4) e verificar se realmente as informações estavam corretas;



No primeiro experimento, aplicamos, enfim, uma tensão para cada configuração aplicável em A1 e A0, pois eram os bits mais significativos e posteriormente serão as chaves seletoras, de acordo com a tabelaverdade na tabela 3;



No segundo experimento, aplicamos, enfim, uma tensão para cada configuração aplicável em X e Y, de acordo com a tabela-verdade;



O professor verificou conosco cada passo da tabela, analisando tanto os casos de X e Y, nos quais a partir dos seus estados detalhados na tabela 1, teriam que realizar a operação lógica vinda das entradas A e B, assim acendendo o LED ou não, assim como também houve os testes relacionados às entradas A e B, os quais eram necessários também para estar de acordo com o diagrama na figura 2 acima;



Houveram pequenas dificuldades apenas para a realização do cálculo do circuito, e inclusive tivemos poucas dificuldades na montagem, logo estivemos tentando realizar as ligações de acordo com o diagrama de pinos verificado na figura 3 acima.

3 CONCLUSÃO Conclui-se que foram atingidos os objetivos desejados na atividade prática, tendo em vista que o multiplexador facilita em si a forma como podemos realizar operações lógicas, utilizando-se de ativações por meio da chave presente no MUX, a cada entrada presente, evitando que hajam inconsistências ou até mesmo complicações, gerando circuitos mais simples e menos tempo de resposta por parte das operações lógicas.

REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA

LIST of 7400 series integrated circuits. Wikipedia, the free encyclopedia. Disponivel

em:

. Acesso em: 01 mai. 2016. N. S. 54153/DM54153/DM74153 Dual 4-Line to 1-Line, 1989. Disponivel em: . Acesso em: 2 Maio 2016....