Flávio Araújo Santos

Alegrai-vos na esperança, sede pacientes na tribulação, perseverai em oração. (Rm. 12:12)

Deus sempre tem uma palavra de conforto para cada um, independente do momento.

Eletrônica Digital

Introdução

Quem hoje vive sem um celular? iPOD, MP3...4...5... Gravar centenas de músicas em um pedacinho de placa eletrônica... E a qualidade de imagem ao assistir um filme numa TV DIGITAL?

É a era do Mundo Digital, cuja tecnologia avança desenfreadamente, produzindo equipamentos muito mais eficientes, cada vez menores - miniaturizados. Até na segurança, com poderosos sistemas de monitoramento nos estabelecimentos residenciais e comerciais, a Eletrônica Digital estar presente. E na cozinha? Fornos micro-ondas com paineis digitais, geladeiras com controle de temperatura e até os fogões, já vem com painéis frontais em que podemos programar o acendimento das bocas e tempo de cozimento dos alimentos.

E porquê DIGITAL? Palavra do latin digitus, que significa dedos, membros utilizados no processo de contagem de valores. Também, os circuítos digitais recorrem à "Lógica Binária", 0 (zeros) e 1 (uns), para expressar seus dados. Entenderemos mais a frente.

Eletrônica Digital X Eletrônica Analógica

Até o surgimento da Eletrônica Digital, não havia o conceito de Eletrônica Analógica. Esta, caracteriza-se pela forma de expressar seus sinais elétricos, podendo variar sua tensão entre infinitos valores. Aquela, recorre a apenas dois níveis de tensão para representar, reproduzir ou armazenar um fenômeno.

Transformações Numéricas

Saber o processo de transformações numérica é importante para realizar os cálculos necessários na projeção dos circuitos. A eletronica digital recorre ao Sistema Numérico Binário, o mesmo utilizado pelos computadores, conhecido também como Linguagem de Máquina. Certas regras são básicas para todos os sistemas numéricos: decimal, hexadecimal, octal. Para um melhor entendimento, vamos iniciar utilizando o Sistema Decimal, que estamos acostumados a lidar.

O número 1977 pode ser representado da seguinte forma:

1977 = 1.000 + 900 + 70 + 7 ou 1977 = 1 x 103 + 9 x 102 + 7 x 101 + 7 x 100

Isto nos mostra que um dígito no sistema decimal tem na realidade dois significados. Um, é o valor propriamente dito do dígito, e o outro é o que está relacionado com a posição do dígito no número (peso). Por exemplo: o dígito 9 no número acima representa 9 x 100, ou seja 900, devido a posição que ele ocupa no número. Este princípio é aplicável a qualquer sistema de numeração onde os dígitos possuem "pesos", determinados pelo seu posicionamento. Sendo assim, um sistema de numeração genérico pode ser expresso da seguinte maneira:

N = dn . Bn + . . . + d3 . B3 + d2 . B2 + d1 . B1 + d0 . B0

Onde:

N = representação do número na base B;

dn = dígito na posição n;

B = base do sistema utilizado;

n = valor posicional do dígito. ( conta-se da direita para esquerda, começando pela posição zero )

Por exemplo, o número 1587 no sistema decimal é representado como:

N = d3 . B3 + d2 . B2 + d1 . B1 + d0 . B0

1587 => 1 . 103 + 5 . 102 + 8 . 101 + 7 . 100

O Sistema Binário segue exatamente, a mesma lógica. Ou seja, o número 110011, na base binária, pode ser convertido para a base decimal da seguinte forma:

N = d3 . B3 + d2 . B2 + d1 . B1 + d0 . B0

11001 => 1 . 24 + 1 . 23 + 0 . 22 + 0 . 21 + 1 . 20

11001 => 1 . 16 + 1 . 8 + 0 . 4 + 0 . 2 + 1 . 1

11001 => 16 + 8 + 0 + 0 + 1

11001 => 25

Portanto, o número binário 11001, é igual ao número 25, na base decimal.

E quando queremos converter um número de base decimal para a base binária? Neste caso, vamos converter o número decimal 67 em seu respectivo binário:

conv_dec_bin.png

Portas Lógicas

Tabela Verdade

Função inversora, ou seja: o sinal da porta de entrada é invertido na saída do circuito. Exemplo de CI com portas NOT: 7404
NOT
ASSIMBOLO
0 1 porta_logica_not.png
1 0

Função em que o sinal na saída só será positivo caso os sinais de todas as entradas, forem também positivas. Exemplo de CI com portas AND: 7408
AND
ABSSIMBOLO
0 0 0 porta_logica_and.png
0 1 0
1 0 0
1 1 1

Função cuja saída será positiva quando uma ou mais entrada receber sinal positivo. Exemplo de CI com portas OR: 7432
OR
ABSSIMBOLO
0 0 0 porta_logica_or.png
0 1 1
1 0 1
1 1 1

Função derivada das funções AND e NOT. Na verdade, é uma combinação dessas duas funções. Exemplo de CI com portas NAND: 7400
NAND
ABSSIMBOLO
0 0 1 porta_logica_nand.png
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Função derivada das funções: OR e NOT. Considera-se uma combinação das funções citadas. Exemplo de CI com portas NOR: 7402
NOR
ABSSIMBOLO
0 0 1 porta_logica_nor.png
0 1 0
1 0 0
1 1 0

Esta função tem uma caracteristica muito interessante: Exclusividade, ou seja, para que a saída seja positiva, apenas uma das diversas entradas deve conter o sinal positivo. Exemplo de CI com portas XOR: 7486
XOR
ABSSIMBOLO
0 0 0 porta_logica_xor.png
0 1 1
1 0 1
1 1 0

Circuitos Lógicos Combinacionais

Flip-Flop

Circuitos Integrados TTL CMOS

Álgebra de Boole

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Controle de disparo de Tiristores e IGBTs

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