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• Eletrônica Digital 1 no Curso Técnico
• Objetivos de Eletrônica Digital 1
• Plano Semestral e Avaliações
• Quem é quem: ~17 semanas x 3h Como isto pode impactar suavida?
• Sistemas Numéricos e Códigos
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
ITEM EMENTA CONTEÚDO
1 Sistemas numéricos e códigos
Notação posicional; sistemas numéricos: decimal, binário, hexadecimal,
octal; conversão entre os sistemas numéricos; códigos: BCD, Gray, ASCII,
unicode, detecção de erro por paridade.
2 Álgebra booleana
Funções lógicas básicas e as portas lógicas; dispositivos comerciais;
equivalência entre expressões, circuitos lógicos e tabela verdade; leis e
teoremas da álgebra booleana; teoremas de DeMorgan; suficiência das
operações NE e NOU; simplificação algébrica de expressões booleanas.
3Lógica combinacional: expressões lógicas, métodos
de simplificação, códigos
Mintermos/maxtermos; formas canônicas das expressões booleanas;
simplificação utilizando mapas de Karnaugh; síntese de circuitos
combinacionais a partir de uma situação descrita.
4Circuitos combinacionais: codificadores,
decodificadores, multiplexadores e demultiplexadores
Especificações dos decodificadores/decodificadores,
multiplexadores/demultiplexadores; implementação com portas lógicas;
associação (cascateamento); dispositivos comerciais.
5Softwares para simulação de circuitos digitais Introdução CAE (Computer Aided Electronics) Electronics Workbench
(EWB): ambiente de trabalho, bibliotecas, simulação de circuitos digitais,
geração de estímulos e leitura dos resultados.
6Diagnóstico e resolução de falhas em circuitos digitais
Características elétricas dos dispositivos digitais: limiares de corrente e
tensão, entradas não utilizadas, tempos; tipos de saída: totem-pole, alta-
impedância, coletor/dreno aberto; instrumentos de análise de circuitos
lógicos.
7Identificação e descarte de resíduos
Procedimentos para tratamento/descarte dos resíduos
PROGRAMAÇÃO E CONTEÚDOS DAS AULAS (PREVISÃO)
Dia/Mês ou
Semana⦁ Conteúdo das Aulas
Número de
Aulas
09/08/16 Introdução à disciplina e Sistemas Numéricos e Códigos 3
16/08/16 Sistemas Numéricos e Códigos, especificação da APS1 3
23/08/16 Aritmética binária / Funções Lógicas e Álgebra Boolena; Funções Lógicas e Álgebra Boolena /
Soma de Produtos e Produto de Somas
3
30/08/16 Participação dos alunos na Semana Tecnológica 3
06/09/16 Soma de Produtos e Produto de Somas; Teoremas de DeMorgan; especificação da APS1 3
13/09/16 1ª PRÁTICA 3
20/09/16 Suficiência NE e NOU e Representação de circuitos com portas NE/NOU 3
27/09/16 2ª PRÁTICA 3
04/10/16 1ª AVALIÇÃO 3
11/10/16 . Mapas de Karnaught, conceito de adjacência e algoritmo de cobertura dos mapas K. 3
18/10/16 Transformações e conversões entre circuitos, equações e tabelas verdades 3
25/10/16 Especificação da APS2; Decodificador\Codificador; Mux\Demux 3
01/11/16 Somadores e Subtratores e outros circuitos combinacionais 3
08/11/16 Projetos de circuitos combinacionais; Especificação do projeto final, usar CAD online 3
22/11/16 3ª PRATICA (projeto final) 3
29/11/16 Revisão de conteúdo e projeto de circuitos combinacionais 3
06/12/16 2ª AVALIAÇÃO. 7
13/12/16 Recuperação de Práticas (INDIVIDUAL) - 2ªChamada 7
OBS.- Atividades Práticas Supervisionadas: APS1: demonstração algébrica de todos os teoremas
de Boole e APS2, estudo de exaustão de todos os mapas de Karnaugh com três variáveis. Carga
horária da disciplina integralizada através da utilização de Atividades Práticas Supervisionadas
7
(a) Frequência mínima às aulas: 75% do total de aulas ministradas.
Neste semestre, serão ministradas 54 aulas presenciais e 7 aulas em Atividades Práticas Supervisionadas (APS).
(b) Avaliação de desempenho:
O desempenho do aluno na disciplina será avaliado mediante uma nota finalcomposta pela média de duas notas parciais:
Onde:
Nota Parcial1 = 60% Avaliação Teórica 1 + 30% Prática 1 + 10% APS1
Nota Parcial2 = 50% Avaliação Teórica 2 + 20% Prática 2 + 10% Atividades (APS2)+20% Prática Final
* Observações quanto às provas escritas:
O tipo de prova escrita (com ou sem consulta) fica a critério do professor da disciplina.
* Observações quanto às aulas práticas:
As práticas serão efetuadas em equipes definidas em sala de aula pelo Professor e não podendo ser mudadas.
O aluno que faltar a aula prática receberá nota zero.
A obtenção dos componentes e identificação de equipamentos defeituosos, quando houver, é de responsabilidade da equipe.
* Observações quanto às ATIVIDADES PRÁTICAS SUPERVISIONADAS:
O aluno que não entregar a APS na data estipulada receberá zero sem direito a recuperação.
~17 semanas x 3h Como isto pode impactar sua vida?
• Quem é quem? Cidade, idade, atividade/esporte preferido, …
• Fábio Kurt Schneider: • Apucarana 1967-1984, • CEFET-Curitiba 1985-1989 (Eng. Elétrica – Eletrônica e Telecomunicações), • Engenheiro de Desenvolvimento 1989-1993 (In-circuit emulator and bus analyser,
Fontes CC de elevada potência, Medidor de água em leite, medidor de gordura emleite),
• CEFET-PR 1993-1995 Mestrado em Eng. Biomédica (Medição de Fluorescência para determinar Concentração de Oxigênio - OPTOELETRÔNICA),
• Professor Efetivo CEFET desde 01/09/1995• University of Washington 2001-2006 – Ph.D. Eng. Elétrica• UTFPR: Desde 2006 orientador de mestrado e doutorado: CPGEI e PPGEB• PROPPG (03/2013 a 08/2016)
Ana Cristina Yuki Shimada
Andre Vinicius Cavalheiro De Almeida
Arthur Munhoz Amaral
Beatriz Canedo Lorenzetti
Gabriel Da Silva Berton
Gabriel Wacholski Rodrigues
Gustavo Henrique Da Silva Barbosa
Julio Cesar Poty Mariano
Kiron Yago Gomes Lucas
Lucas Eduardo Bonancio Skora
Lucas Feijo
Luiz Fernando De Almeida Mota
Lyan Ortega Buani
Marcos Vinicius Possoli
Pedro Andre Silveira Paiva
Renata Da Silva Joppert
Richard Schack Muller
Rodrigo Kenji Kawano
Samuel Nascimento De Souza
Tiago Prestes Kozak
Material Apresentado em Sala
• O material utilizado em sala de aula foi desenvolvido essencialmentepelo Prof. Gilson Yukio Sato
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Digital - Vantagens
• Mais fáceis de projetar
• Mais fácil de armazenar informação
• Mais fácil manter precisão e exatidão
• Programáveis
• Menos susceptíveis ao ruído
• Maior integração
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Digital - Desvantagem• O nosso mundo é quase todo analógico
Tocci, 2007
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistemas Numéricos• Sistema Decimal (d)
• Dígitos: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9}
• Sistema Binário (b)• Dígitos: {0,1}
• Sistema Octal (o)• Dígitos: {0,1,2,3,4,5,6,7}
• Sistema Hexadecimal (h)• Dígitos: {0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F}
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Decimal
• É o que mais usamos: Dígitos: 0~9
• SISTEMA POSICIONAL
• Ex.: 2.745,214
Tocci, 2007
Most Significant Digit Least Significant Digit
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Binário
• Contagem binária
10
11
0
1
100
101
110
111
1000
1001
1010
1011
1100
1101
1110
1111
10000
10001
10010
10011
10100
10101
10110
...
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Octal
• Dígitos: 0~7
• Sistema Posicional
85 84 83 82 81 80 8-1 8-2
4 1 7 6 0 1 0 2,
LSDMSD
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Octal
• Contagem octal
0
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
20
21
22
23
...
77
100
101
102
103
104
105
106
107
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Hexadecimal
• Dígitos: 0~F
• Sistema Posicional
• Representação sucinta
165 164 163 162 161 160 16-1 16-2
A 0 3 9 F 4 8 2,
LSDMSD
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Sistema Hexadecimal
• Contagem hexadecimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
1A
1B
1C
1D
1E
1F
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
2A
...
FF
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
10A
10B
10C
10D
10E
10F
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Conversões entre sistemas
• Binário, Octal e Hexa Decimal• Uso da notação posicional – Como apresentado
anteriormente
• Decimal Binário, Octal e Hexa • Divisões sucessivas
• Hexa e Octal Binário• Tabela
• Binário Hexa e Octal • Agrupa e usa tabela
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Binário Decimal• Usa valor posicional
25 24 23 22 21 20 2-1 2-2
1 1 0 1 0 1 0 1,
LSbMSb
1x25 + 1x24 + 0x23 + 1x22 + 0x21 +1x20 + 0x2-1 + 1x2-2
Valor decimal =
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Octal Decimal• Usa valor posicional
85 84 83 82 81 80 8-1 8-2
4 2 0 7 1 5 0 3,
LSDMSD
4x85 + 2x84 + 0x83 + 7x82 + 1x81 + 5x80 +0x8-1 + 3x8-2
Valor decimal =
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Hexa Decimal• Usa valor posicional
10(A)x165 + 0x164 + 3x163 + 9x162 +15(F)x161 + 4x160 + 8x16-1 + 2x16-2
Valor decimal =
165 164 163 162 161 160 16-1 16-2
A 0 3 9 F 4 8 2,
LSDMSD
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Decimal Binário• Divisão Sucessiva
23 2
11 2
5 2
2
1
1
1
23(d)=10111(b)
2
10 2
01
1 1 1 0 1
1x24+0x2
3+1x2
2+1x2
1+1x2
0
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Decimal Octal• Divisão Sucessiva
423 8
52 8
6 8
0
7
4
6
7 4 6
423(d)=647(o)
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Decimal Hexa• Divisão Sucessiva
423 16
26 16
1 16
0
7
10
1
7 A 1
423(d)=1A7(h)
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Hexa Binário• Tabela
A 0 7 5
0123456789ABCDEF
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Hexa Binário
1010 0000 0111 0101
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Octal Binário• Tabela
7 3 1 5 01234567
000001010011100101110111
Octal Binário
111 011 101001
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Binário Hexa• Agrupar por 4 + Usar tabela
101001110100110
0123456789ABCDEF
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Hexa Binário
0
6A35
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Binário Octal• Agrupar por 3 + Usar tabela
101001110011000 01234567
000001010011100101110111
Octal Binário
64321
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Códigos
• Código: Conjunto especial de símbolos que representam números, letras ou palavras
• Código Morse• A = ._
• B = _...
• Binário, BCD, BCD excesso 3, Gray, ASCII
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código Binário
• O número decimal é representado pelo seu binário equivalente
0123456789
101112131415
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Decimal Binário
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Bit, Bytes, Nibbles e Words
• Bit• Binary Digit• Dígito binário: 1 ou 0
• Byte• Seqüência de 8 bits
• Nibbles• Seqüência de 4 bits
• Word (Palavra)• Seqüência de n bits representando uma informação
típica do sistema digital
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código BCD0123456789
0000000100100011010001010110011110001001
Decimal BCD
• BCD = Binary Coded Decimal
• Dígitos de 0 a 9
• Binários Inválidos no CÓDIGO BCD: 1010, 1011, 1100, 1101, 1110 e 1111
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Binário X BCD
0123456789
101112131415
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Decimal Binário BCD
0123456789
101112131415
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Decimal Binário BCD
0000000100100011010001010110011110001001
0123456789
101112131415
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Decimal Binário BCD
0000000100100011010001010110011110001001
0001 00000001 00010001 00100001 00110001 01000001 0101
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Decimal BCD• Tabela
3 1 90123456789
0000000100100011010001010110011110001001
Decimal BCD
100100010011
Comparação
319(d) = 100111111(b)
Elaborado por Gilson Yukio Sato
BCD Decimal• Agrupar por 4 + Usar tabela
0101001110010110
0123456789
0000000100100011010001010110011110001001
Decimal BCD
6935
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código BCD excesso 3
0123456789
0011010001010110011110001001101010111100
DecimalBCD
excesso 3• BCD = Binary Coded
Decimal + 3
• Metades complementares
0123456789
101112131415
0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111
Decimal Binário
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código Gray
• Peculiaridades• Apenas um dígito
muda entre dois números sucessivos na seqüência
• Evita erros
• “Espelhado”
000001010011100101110111
000001011010110111101100
Binário Gray
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Gray
00011110
000001011010110111101100
000000010011001001100111010101001100 1101 1111 1110 1010 1011 1001 1000
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código ASCII
• ASCII – American Standard Code for Information Interchange
• Código de 7 bits = 128 símbolos
• Troca de informação alfanumérica entre computador e dispositivos externos (ex. teclado)
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Código ASCII
http://www.cdrummond.qc.ca/cegep/informat/Professeur
s/Alain/files/ascii.htm
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Paridade
• Método para detecção de erros na transmissão de dados
TX RX
Ruído
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Bit de Paridade
• Bit extra anexado a palavra para indicar paridade
• Paridade Par• O bit de paridade é tal que o número de “1”s na palavra
torna-se par
• Paridade Impar• O bit de paridade é tal que o número de “1”s na palavra
torna-se impar
Elaborado por Gilson Yukio Sato
Bit de Paridade
• Exemplo• Para a palavra 01000001 (A em ASCII) que tem 2 “1”s
• Paridade Par• Bit de Paridade 0
• Palavra com bit de paridade 001000001
• Paridade Impar• Bit de Paridade 1
• Palavra com bit de paridade 101000001
Sistemas Numéricos
Exercícios
Binário Octal Decimal Hexa
10110101
325
149
1AF
1) Complete a tabela abaixo com os valores na base numérica adequada. Apresente o cálculo da conversão de cada um dos valores, conversões diretas não serão consideradas.
Exercícios - Respostas
Binário Octal Decimal Hexa
10110101 265 181 B5
011010101 325 213 D5
010010101 225 149 95
000110101111 0657 431 1AF
1) Complete a tabela abaixo com os valores na base numérica adequada. Apresente o cálculo da conversão de cada um dos valores, conversões diretas não serão consideradas.
Exercícios
• Escreva os seguintes textos em HEXADECIMAL
1. Eletronica Digital 1
2. Seu nome completo
Exercícios
• Apresente o número que representa a sua idade nas seguintes bases numéricas:• DECIMAL
• BINÁRIA
• OCTAL
• HEXADECIMAL