Aula 03

Aula 03 – Circuitos Digitais REPRESENTAÇÃO DE QUANTIDADES BINÁRIAS Em sistemas digitais, a informação processada é normalmente apresentada na forma binária. As quantidades binárias podem ser representadas por qualquer dispositivo que tenha apenas dois estados de operação. Exemplo: Uma chave 01100 10010 01101

1 0 0 1 0 Papel: Ausência (0) e presença (1)

Chave: aberta o, fechada 1

Outros exemplos de dispositivos com dois estados de operação Lâmpada (acesa ou apagada); Diodo (Em condução ou em corte); Relé (Energizado ou não); Transistor (Corte ou saturação); Fotocélula (Iluminada ou escura); Termostato (Aberto ou fechado); Engate mecânico (Engatado ou desengatado) Em sistemas eletrônicos, uma informação binária é representada por tensões ou correntes, que estão presentes nas entradas e saídas dos circuitos. Tipicamente, os números binários 0 e 1 são representados por dois níveis nominais. Devida as variações nos circuitos o 0 e 0 1 são representados por faixa de corrente. Ou seja, qualquer tensão entre 0 e 0,8 V representa o binário 0 e qualquer tensão entre 2V e 5V representa o binário 1. volts

5V 2V

0,8V 0V

Não usado

4V

0V

t t0

t1

t2

t3

t4

t5

(a) Valores típicos de tensões em um sistema digital; (b) Diagrama de tempo de um sinal digital típico.

CIRCUITOS DIGITAIS/CIRCUITOS LÓGICOS Os circuitos digitais são projetados para produzir tensões da saída que se encontrem dentro das faixas de tensões determinadas para os níveis 0 e 1. Vi

5V 0V t

4V Vi

Circuitos digital

V0

0V

Vo Vi

3,7 V 0,5 V t

4V V0

0V

Circuitos Lógicos O modo como um circuito digital responde a uma entrada é denominado Lógica do Circuito. Cada tipo de circuito digital obedece a um determinado conjunto de regras lógicas (estudaremos mais na frente). Circuitos Integrados Digitais Quase todos os circuitos digitais usados nos modernos sistemas digitais são circuitos integrados (CIs). Tecnologias de Fabricação: TTL (transistor-transistor logic- usa transistor bipolar); CMOS (complementary metaloxido-semeconductor, semicondutor de óxido metálico complementar, usa mosfet de aqucimento), NMOS e ECL são as mais comuns. Uma difere da outra pelo tipo de circuito usado para implementar a operação lógica desejada. Transmissão Paralela e Serial Comunicação serial é o método de transmissão de dados em que os bits representando um caractere são transmitidos em seqüência, um bit por vez, por um canal de comunicações único. A transmissão serial é limitada pela velocidade da linha. Comunicação paralela é a transmissão simultânea, por diferentes canais, dos bits representando um caractere. Contrastando com a comunicação serial, uma ligação paralela transmite um grupo de bits de cada vez. O número de bits varia de dispositivo para dispositivo. Vantagens e desvatagens Serial:  Transmissão de dados mais simples  Utiliza apenas um canal de comunicação  Menor velocidade de transmissão 

Paralela:  Transmissão de dados mais custosa e complexa  Requer mais de um canal de comunicação  Maior velocidade de transmissão Interface Serial Periférico que converte dados em paralelo para dados seriais.  Transforma bytes de informações em bits individuais passíveis de transmissão. A operação inversa também é realizada:  Os bits recebidos são convertidos para bytes novamente. computador Impressora

LSB

LSB Transmissão paralela

1 0 1 0 0

computador

computador Impressora

Transmissão serial

entrada

saída

saída 1 0 1

1

0 2

t

0 3

4

5

6 7

A conexão paralela uma linha de conexão por bit, e todos os bits são transmitidos simultaneamente; a transmissão serial usa apenas uma linha de sinal, na qual os bits são transmitidos serialmente (um de cada vez). Memória

Quando uma entrada é aplicada em um dispositivo com memória, a saída muda de estado, porém ela se matem no novo estado ainda que o sinal de entrada seja removido em seguida. Essa propriedade de retenção da resposta a uma entrada momentânea e denominada de memória. ( ex. os latches e flip-flops) Computadores digitais Diagrama funcional de um computador. CPU

ULA

Dados, informações

Entrada

Unidade de controle

Saída

Dados, informações

Sinais de controle Dados ou informações Memória