Introdução aos Sistemas Digitais

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O Código do Direito de Autor estabelece que é crime punido por lei, a fotocópia sem autorização dos proprietários do copyright. No entanto, esta prática generalizou-se sobretudo no ensino superior, provocando uma queda substancial na compra de livros técnicos. Assim, num país em que a literatura técnica é tão escassa, os autores não sentem motivação para criar obras inéditas e fazê-las publicar, ficando os leitores impossibilitados de ter bibliografia em português.

Lembramos portanto, que é expressamente proibida a reprodução, no todo ou em parte, da presente obra sem autorização da editora.

Sistemas de Numeração

1

1

Sistemas de Numeração Sistemas de Numeração 1

Desde muito novos, que nos habituámos a ouvir falar dos números e mais tarde quando iniciamos a escola, começamos a usá-los. Agora vamos ver a sua representação de acordo com os pesos que eles representam.

Desde muito novos que nos habituámos a ouvir falar dos números e, mais tarde, quando iniciámos a escola, começámos a usá-los. Agora vamos conhecer a sua representação de INTRODUÇÃO acordo com o peso que estes assumem.

Neste capítulo vamos analisar os vários sistemas de representação Neste capítulo vamos os vários de representação que se designumérica, que analisar se designam porsistemas sistemas de numeraçãonumérica, e a maneira nam por sistemas de numeração, e a maneira como estes se relacionam. como eles se relacionam.

1.1 SISTEMA DECIMAL sistema D mais utilizado no dia-a-dia das pessoas, tendo sido baseado 1.1. ÉSoistema ecimal

no facto do ser humano ter cinco dedos em cada mão, num total de dez dedos.

Utiliza dez algarismos – 0,tendo 1, 2, sido 3, 4,baseado 5, 6, 7, no 8, efacto 9 – de o ser É o sistema mais utilizado no dia a diaou dasdígitos pessoas, tendo por base do sistema o número 10. humano ter cinco dedos em cada mão, num total de 10 dedos. Faz uso de 10 algarismos ou dígitos A – 0,numeração 1, 2, 3, 4, 5, decimal 6, 7, 8 e 9vulgar –, tendo base do sistema o número 10. é como um exemplo de notação posicional,

estandodecimal associado umédeterminado a cada posicional, posição doque dígito que éum deterA numeração vulgar um exemplo peso de notação associa uma potência da base do código. minado peso a cada posição do dígito, que constitui uma potência da base do código.

Então,para para qualquer qualquer base, base, oo valor valor de de um um número número éé dado Assim sendo, dado pela pela expressão: expressão: Nb = an ... a3 a2 a1 a0, a-1 a-2 a-3 ... a-m

© FCA – Editora de Informática

(que é o mais número mais à esquerda) o dígito mais (Most Para ainteira, parte inteira, Para a parte an (que éaon número à esquerda) é o dígitoémais significativo significativo (MSD – Most Digit), é ointeira que tem mais e o a Significant Digit – MSD), porque é oSignificant que tem mais pesoporque na parte do número, 0 na parte do énúmero, o a0 (que é o número maisSignificant à direita) Digit é o – LSD), (que é opeso número maisinteira à direita) o dígitoemenos significativo (Least dígito menos significativo (LSD Least Significant Digit), porque é o visto que é o que assume menos peso na –parte inteira do número. que tem menos peso na parte inteira do número.

Para a parte fracionária, a-1 (que é o número mais à esquerda após a vírgula) é o dígito mais significativo (MSD), dado quea-1é (que o queé tem mais peso parte fracionária do número, o número maisna à esquerda) é o dígito Para a parte fracionária, e o a-m mais (que ésignificativo o número mais à direita) é o dígito menos pois é o que (MSD), porque é o que temsignificativo mais peso(LSD), na parte representa menos peso na parte fracionária do número, e fracionária o a-m (que édoo número. número mais à direita) é o dígito

menos significativo (LSD), porque é o que tem menos peso na parte fracionária do número. © FCA – Editora de Informática

1

1

1234,56

Peso 8-2-2= 0,015625 8 = 0,015625 0,125 8-1-1= 0,125 08 = 8 0= 1 8 = 1 81 1= 8 8 = 8 82 2= 64 8 = 64 83 3= 512 8 = 512

Introdução aos Sistemas Digitais

1.4. Sistema Hexadecimal

1.4 SISTEMA HEXADECIMAL 1.4 SISTEMA HEXADECIMAL

O sistema é designado por hexadecimal porque16 utiliza dezasseis Este sistema é denominado por hexadecimal porque utiliza algarismos ou dígitos: 0, 1, O sistema é designado por hexadecimal porque utiliza dezasseis 3, 4, 5, 6, 7,base 8, 9,oA, D, Eao e F, sendo 2, 3, 4,algarismos 5, 6, 7, 8, 9,ou A,dígitos: B, C, D, 0, E e1,F,2,sendo a sua 16.B,A C, seguir F vem o a10 e assim algarismos ou dígitos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E e F, sendo a por diante. sua base o 16. A seguir ao F vem o 10 e assim em diante. sua base o 16. A seguir ao F vem o 10 e assim em diante.

As novas dígitos serão: As linhas novas de linhas serão:

As novas linhas serão: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 1A, 1B, 1C, 1D, 1E, 1F, 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, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 2A, 2B, 2C, 2D, 2E, 2F, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 3A, 3B, 3C, 3D, 3E, 3F, ... ...

EXEMPLO EXEMPlOS

EXEMPLO

Para um número inteiro: ParaPara um número inteiro:inteiro: um número 3

Sistemas de Numeração Sistemas de Numeração de Numeração 1 Sistemas 0

2

16 = 1×16 3+ 2×16 2+ 3×16 1+ 4×16 0 Em relação ao seu1234 peso: 1234 = 1×16 + 2×16 + 3×16 + 4×16 16 peso: Em relação ao seu 8 Em relação ao seu peso:

8

Em relação ao seu peso:

1234 1234 Peso Peso 1234 10 = 160 =0 16Peso 1 16116 =1 =16 161 =1 16 16 2 =2 =256 16216 16 = = 3256 256 =34096 16316 = 4096 16 =164096 Para um número fracionário: um fracionário: número fracionário: ParaPara um Para número um número fracionário: 3 2 1 0 -1 -2 3 + 3×16 2 + 4×16 1 + 5×16 0 -1 -2 2×16 6×16 1234,561234,56 16 = 1×16 =+1×16 3 2 1 0 -1 -2 + 2×16 + 3×16 + 4×16 + +5×16 + 6×16 16 + 2×16 + 3×16 + 4×16 + 5×16 + 6×16 1234,5616 = 1×16 Em relação ao seu peso: Em relação ao peso: seu peso: Em relação ao seu

Em relação ao seu peso:

1234,561234,56 1234,56

Peso Peso Peso -2 16 =-20,00392625 = 0,00392625 16 = 0,00392625 16 16-1 =-1 16-1 0,0625 0,0625 = 0 = 0,0625 1 16016=0 16 = 1 = 16 1 1 16116=1 16 = 2 = 256 16 16 16216=2 16 = 3 = 4096256 256 16316=3 16 16 = = 40964096 -2

1.5 CONVERSÃO ENTRE SISTEMAS CONVERSÃO ENTRE SISTEMAS 1.5 1.5 CONVERSÃO ENTRE SISTEMAS

É possível a conversão entre osentre vários já analisados. É isso que É possível a conversão os sistemas vários sistemas já analisados. É isso É possível aseguida. conversão entre os vários sistemas já analisados. É isso que que vamos ver em vamos ver em seguida. vamos ver em seguida.

1.5.1 Conversão Decimal-Binário Conversão Decimal-Binário 1.5.11.5.1 Conversão Decimal-Binário

A conversão decimal-binário é separada em números inteirosinteiros e números © FCA – Editora de Informática A conversão decimal-binário é separada em números e números A conversão decimal-binário é separada em números inteiros e números fracionários, tendo métodos de resolução diferentes. fracionários, métodos de resolução diferentes. fracionários, tendotendo métodos de resolução diferentes.

1.5.1.1 Números Inteiros 1.5.1.1 Números Inteiros 1.5.1.1 Números Inteiros

O método utilizado denomina-se MétodoMétodo das Divisões Sucessivas, O método utilizado denomina-se Divisões Sucessivas, O método utilizado denomina-se Método das das Divisões Sucessivas, ática

tica

mática

8

Circuitos Lógicos

2 Circuitos Lógicos Alguns componentes, como por exemplo o transístor e o díodo, têm unicamente duas condições ou estados possíveis de funcionamento, que normalmente são designados por 1 ou 0; verdadeiro ou falso; aberto ou fechado; alto ou baixo; ligado ou desligado. Uma lâmpada é um bom exemplo, dado que ou está acesa ou apagada. Isto está de acordo com a teoria de George Boole, matemático inglês do século XIX, que defendia que só existem duas condições ou estados possíveis no universo para qualquer elemento que se deseje analisar e estes dois estados têm forçosamente de ser opostos.

Vamos, pois, neste capítulo conhecer a álgebra de Boole, bem como os seus postulados, estudando também os circuitos lógicos mais básicos até chegarmos aos mapas de Karnaugh.

2.1. Circuitos Lógicos Básicos Os circuitos lógicos básicos que iremos analisar são os seguintes: Função

“AND” (E);

Função

“OR” (Ou);

Função

“NOT” (Não).

A partir destes circuitos, devido à sua universalidade, outros se podem formar com grande importância para a implementação de circuitos, tais como:

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37

Circuitos Lógicos

Achar a representação mínima dos seguintes mapas de Karnaugh:

Circuitos Lógicos

a) Introdução aos Sistemas Digitais Lógicos Achar a representação mínima dos seguintes mapasCircuitos de Karnaugh: Circuitos Lógicos

Achar a representação mínima dos seguintes mapas de Karnaugh: a)representação Achar a mínima dos seguintes mapas de Karnaugh:

Achar a representação mínima dos seguintes mapas de Karnaugh:

a)

a)

a)

f (A, B, C, D) = B  C + A  C  D b)

f (A, B, C, D) = B  C + A  C  D f (A, B, C, D) = B  C + A  C  D

b)

f (A, B, C, D) = B  C + A  C  D

b)

b)

b)

f (A, B, C, D) = B  C  D + B  C  D + B  C  D + A c) C, D) = B  C  D + B  C  D + B  C  D + A f (A, B,

f (A, B, C, D) = B  C  D + B  C  D + B  C  D + A

c)

FCA – Editora de Informática © FCA – Editora de © Informática © FCA – Editora de Informática

© FCA – Editora de Informática

c)

c)

f (A, B, C, D) = B  C  D + B  C  D + B  C  D + A

c)

f (A, B, C, D) = Bf (A, D D) = B  D + B  D D + B, B  C, 41

f (A, B, C, D) = B  D + B  D f (A, B, C, D) = B  D + B  D

41

41 41

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Resolução:

1. Apresente as expressões Sistemas Digitais

que traduzem cada um dos

circuitos: S = A ⋅ B RESOLVIDOS EXERCÍCIOS

a) 1.Sistemas Apresente as expressõesCircuitos que traduzem Lógicos cada um dos s b) Digitais

circuitos: Resolução: EXERCÍCIOS RESOLVIDOS a)

1. Apresente as expressões que traduzem cada um dos Exercícios Resolvidos Resolução:

Scircuitos: = A⋅B

Resolução:

Sb) = um A +dos B seguintes circuitos represen1. Apresente as expressões que traduzem cada a) tados de seguida: Sc)= A ⋅ B a)

Resolução: Resolução b) Resolução: S = A⋅B Resolução: S= A+B

b)

b)ABC Resolução: SResolução = c)

Cir

S= A+B e) d)

Resolução: c) Resolução: Resolução

c)

Ci

A+B SS==ABC e) c) Resolução: Resolução: Resolução d) Resolução: S = ABC S = ( A⋅B) + C Resolução: S = (A + B) + ( B + C)

d)

d)

S = ABC 52 f) Resolução: Resolução Resolução:

e)

SSd) == ((A A⋅ +B B ) +C( B + C) )+ Resolução: f) 52

SResolução = ( A⋅B) + C Resolução:

f)

Resolução: S = (A ⋅ B) + (A ⋅ B)

52

S = ( A⋅B) + C Resolução: representam as seguintes expressões:

2. Utilizando as portas lógicas que conhece, desenhe os c 52S

a)

= (A ⋅ B) + (A ⋅ B) S =A+B

itora de Informática

2. Utilizando as portas lógicas que conhece, desenhe os Resolução: representam as seguintes expressões:

+ FCA B – Editora de Informática a) S = A © b) S = A ⋅ B Resolução: Resolução:

83

Sistemas Digitais Introdução aos Sistemas Digitais

Sistemas SistemasDigitais Digitais EXERCÍCIOS PROPOSTOS Sistemas Digitais Sistemas Digitais Sistemas Digitais 1. Simplificar a expressão: EE XERCÍCIOS ROPOSTOS XERCÍCIOSPP ROPOSTOS Sistemas Digitais EXERCÍCIOS PROPOSTOS EXERCÍCIOS PROPOSTOS FPROPOSTOS = A·B·C·D+A·B·C· D + A 1.Exercícios a aexpressão: 1.Simplificar Simplificar expressão: EXERCÍCIOS PROPOSTOS 1. Simplificar a expressão: 1. a expressão: EXERCÍCIOS PROPOSTOS + A++A · B·B·C· ··B·C· C·D FF=Simplificar D D .++A ·B· =A·B·C·D+A·B·C· A·B·C·D+A·B·C· ·B·C ·

·B·C· D + A ·B· C · D + A · B ·C· D +

· D++AA· B · B·C· ·C·DD++ D A D A CD 1. Simplificar a expressão: F A·B·C·D+A·B·C· D + A ·B·C· D + A ·B· C · D + A · B ·C· D + 1. = a expressão: F =+Simplifique A·B·C·D+A·B·C· + ·B·C· + ·B· · + · ·C· D A D A D A B D+ C 1.

Simplificar a expressão: AA· B · B· C · C· D · D. .

F=+ A·B·C·D+A·B·C· + ·B·C· + ·B· · + · ·C· +

A D A D C D A B + A · B · C · D . 2. DSimplificar a expressão: F = + A·B· . D+ A B ·C· C + A · BF·=CA·B·C·D+A·B·C· ·D .

D + A ·B·C· D + A ·B· C · D + A +· B +A · B · C · D . + A a· aB · C · D . FF==AA++A·B· 2.2.Simplificar expressão: Simplificar expressão: A·B·CC++BB. .

2. Simplificar a expressão: F = A +a A·B· C + B .F = A·B+ A·B· C ·D+ A ·B. 3. Simplificar expressão: 2. Simplificar a expressão: F = A + A·B· C +B .

2.

2. Simplificar Simplifiqueaaexpressão: expressão: F = A + A·B· C + B .

3.3.Simplificar a aexpressão: FF==A·B+ A·B· ·D+ Simplificar expressão: A·B+ ·D+ACA·B. 2. Simplificar a expressão: FA·B· =A·B· +CA·B· +·B. AC B. 3. Simplificar a expressão: F = A·B+ C ·D+F A 4.

Simplificar a expressão: = ·B. A · B ·C+B·C+A·C. 3. ·B. 3. Simplificar Simplifiqueaaexpressão: expressão: F = A·B+ A·B· C ·D+ A 3. Simplificar a expressão: F = A·B+ A·B· C ·D+ A ·B. 4.4.Simplificar a aexpressão: FF==AA· B Simplificar expressão: ·FB·C+B·C+A·C. 3. Simplificar a expressão: =·C+B·C+A·C. A·B+ A·B· C ·D+ A ·B. 4.

F = Aa· função B ·C+B·C+A·C. 4. Simplificar Simplifiqueaaexpressão: expressão: 5. Apresente f (A, B, C, D) = A·[B+(C ⊕ D)·( A+ B )]+ 4. Simplificar a expressão: F = A · B ·C+B·C+A·C. 4. Simplificar a expressão: F = A · B ·C+B·C+A·C. ·B·C+ ·(=C=A·[B+(C forma soma de produtos.

D ) na⊕⊕ ⊕ 5.5.Apresente aaafunção B,B,C,C,B D)D) D)·( BB)]+ 5.

Apresente função Apresente função+f A f(A, (A, A·[B+(C D)·(A+ A+ )]+ 4. Simplificar expressão: A · B ·C+B·C+A·C. 5. Apresente a função fa(A, B, C, D) F= A·[B+(C ⊕ D)·( A+ B )]+ 5. Apresente a função f (A, B, C, D) = A·[B+(C ⊕ D)·( A+ B )]+ ·(·(CC⊕⊕D ) )na dedeprodutos. ++AA·B·C+ ·B·C+aBBfunção na forma produtos. na forma de soma de 5. Apresente f D(A, B,forma C, D) soma =soma A·[B+(C D)·( A+ B )]+ ⊕produtos. ) na forma soma de função: produtos. + A ·B·C+ B ·( C ⊕6.DConsidere a seguinte ) na forma soma de produtos. + A ·B·C+ B ·( C ⊕ D 5. Apresente a função f (A, B, C, D) = A·[B+(C ⊕ D)·( A+ B )]+ C ⊕ D função: ) na forma soma de produtos. + Considere A ·B·C+ Ba ·(seguinte f (A, B, C, D) = ( A+ )·( B B +C+D)·( B+C+ D ).

6.

6.6.Considere seguinte função: Considere seguinte função: ·B·C+ C ⊕ D ) na forma soma de produtos. + Aaa aseguinte B ·( 6. Considere função: Represente a função na forma simplificada soma de produtos.

6. Considere seguinte função: Represente-a na simplificada de soma deB+C+ produtos. f aaf(A, B,B,forma C,C,D) (A, D)= =( (A+ A+BB)·()·(B +C+D)·( B+C+DD).).

B+C+D)·( 6. Considere seguinte função: f (A, B, C, D) = ( A+ B )·( B +C+D)·( B+C+ D ). f (A, B, C,aD) =forma ( A+ B )·( B +C+D)·( B+C+ ).

D 6. Considere seguinte função: Represente a afunção na simplificada soma decircuito produtos.

Represente função na forma simplificada soma produtos. f (A, B, C, D) =forma ( A+do )·( B+C+ ). minimizado B B +C+D)·( D 7. Represente A partir do deA Karnaugh seguinte, construa odede corresponamapa função na simplificada soma produtos.

7. partir mapa de Karnaugh seguinte , Represente a função na B, forma simplificada soma de produtos. f (A, C, D) = ( A+ )·( +C+D)·( B+C+ ).

B B D dente, utilizando apenas portas NOR. Represente a função na forma simplificada soma de produtos.

7.7.AApartir dodomapa Karnaugh seguinte ,, partir mapade Karnaugh seguinte Represente adefunção na forma simplificada soma de produtos.

7. A partir do mapa de Karnaugh seguinte, 7. A partir do mapa de Karnaugh seguinte, 7. A partir do mapa de Karnaugh seguinte, 7. A partir do mapa de Karnaugh seguinte,

8. Retire a expressão da função na sua forma simplificada, do mapa de Karnaugh apresentado abaixo:

construa o circuito minimizado correspondente utilizando apenas portas NOR. construa construao ocircuito circuitominimizado minimizadocorrespondente correspondenteutilizando utilizandoapenas apenas construa o circuito minimizado correspondente utilizando apenas portas construa o circuito minimizado correspondente utilizando apenas portasNOR. NOR. portas NOR. construa o circuito minimizado correspondente utilizando apenas 58 portas NOR. portas NOR. construa o circuito minimizado correspondente utilizando apenas portas NOR. 58 58 58 58 58

58

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Circuitos Combinatórios

3 Circuitos Combinatórios Neste capítulo iremos estudar os circuitos combinatórios de utilização geral. Entende-se por circuitos combinatórios aqueles circuitos em que o valor das saídas depende exclusivamente dos valores das entradas, independentemente do último valor em que se encontravam as saídas.

Apesar de, quando se compra um circuito integrado este já vir acompanhado de uma descrição resumida do seu funcionamento por parte do fabricante, serve este capítulo para analisar o interior de cada circuito integrado, nos vários circuitos que iremos estudar. Uma das famílias lógicas mais generalizada é a lógica transístor – transístor (TTL), sendo a série 74 muito conhecida no mercado dos circuitos integrados.

Depois de termos estudado no capítulo anterior as portas lógicas AND, OR, NOT, NAND, NOR, EXOR e EXNOR, vamos neste capítulo analisar a aplicação das várias portas na constituição dos circuitos digitais combinatórios. Esta evolução das portas lógicas para o aparecimento dos circuitos digitais combinatórios é que deu origem aos circuitos integrados.

Os circuitos integrados estão divididos, em função da sua constituição interna, nos seguintes grupos: Circuitos

SSI (circuitos com integração em pequena escala) – São aqueles que contêm até 10 portas lógicas;

Circuitos

MSI (circuitos com integração em média escala) – São aqueles que contêm entre 10 e 100 portas lógicas;

Circuitos LSI (circuitos com integração em larga escala) – São aqueles que contêm entre

100 e 1000 portas lógicas;

Circuitos

VLSI (circuitos com integração em muito larga escala) – São aqueles que contêm mais de 1000 portas lógicas.

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Circuitos Combinatórios

Implementando as expressões, vamos obter o seguinte circuito representado na Figura 3.1:

Figura 3.1 – Circuito de um comparador de 2 números de 1 bit cada um

Vamos agora analisar um comparador disponível no mercado em circuito integrado (CI) TTL, que é o CI 7485 (Figura 3.2), que compara números binários de 4 bits cada um.

Figura 3.2 – Esquema do CI 7485

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Circuitos Sequenciais

4 Circuitos Sequenciais Os circuitos que iremos analisar neste capítulo são circuitos sequenciais, segundo os quais os valores das saídas não dependem só exclusivamente dos valores apresentados nas entradas num determinado momento, mas também dos valores que já estavam presentes anteriormente. Para que isso seja possível, é necessário que os circuitos possuam a capacidade de memorizar informação, capacidade essa que os distingue dos circuitos combinatórios.

No capítulo anterior, todos os circuitos apresentados eram circuitos combinatórios, pelo que os valores das saídas dependiam exclusivamente dos valores apresentados nas entradas num determinado momento. Ambos os circuitos são, no entanto, constituídos por portas lógicas, sendo, portanto, este capítulo um complemento do capítulo anterior.

Os circuitos sequenciais dividem-se basicamente em dois grupos: circuitos assíncronos e síncronos.

Nos circuitos sequenciais assíncronos, os valores das saídas mudam em qualquer momento, quando se modificam os valores das entradas (Figura 4.1).

Sistemas Digitais a

b

c

FIGURA – CIRCUITO ASSÍNCRONO Figura 4.1 –4.1 Circuito sequencial assíncrono

a

b

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Introdução aos Sistemas Digitais

4.2.5. Conversão entre Flip-Flops Considerando os flip-flops síncronos, podem-se interligá-los uns com os outros através de portas lógicas, de modo a que seja possível, partindo de um flip-flop, chegar a outro tipo de flip-flop.

O flip-flop JK é o mais utilizado para este efeito (Figuras 4.22 e 4.23), por ser o mais versátil, utilizando o mínimo de portas lógicas adicionais.

Figura 4.22 – Flip-flop D realizado com um flip-flop JK

Figura 4.23 – Flip-flop T realizado com um flip-flop JK

4.2.6. Entradas Diretas Existem também flip-flops que, além das propriedades que vimos anteriormente, possuem ainda 2 entradas extra assíncronas, denominadas entradas diretas, que forçam a saída independentemente da entrada ou do relógio. Essas 2 entradas extra – S (Set ou Preset) e R (Reset ou Clear) – vão reger-se pela tabela de verdade do S R, independentemente de qual for o flip-flop de base, e aparecem negadas no seu símbolo lógico, o que indica que o seu estado asserido é 0. A entrada Preset produz uma saída 1 e a entrada Clear produz uma saída 0, independentemente do estado do relógio. A situação S= 0 e R= 0 não é usada.

Quando S= 1 e R= 0, o flip-flop passa ao estado Reset e as entradas J e K e o relógio não influenciam a saída. Para S= 0 e R= 1, o flip-flop passa ao estado Set. Se S= 1 e R= 0, o flip-flop responde às entradas de dados J e K em sincronização com o relógio. Em todos estes flip-flops, os sinais das entradas diretas sobrepõem-se aos sinais dos impulsos do relógio, forçando uma determinada saída, o que vai permitir um maior controlo do flip-flop por parte do utilizador.

A Figura 4.24 é um exemplo desses flip-flops:

Figura 4.24 – Flip-flop tipo JK com entradas diretas

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Memórias

5 Memórias Nos capítulos anteriores, verificámos que um flip-flop pode armazenar 1 bit e que um conjunto de flip-flops pode armazenar um conjunto de bits, o que formará uma palavra. São estes componentes que armazenam grandes quantidades de informação que se denominam memórias (ver a este propósito, a Figura 5.1). Neste capítulo vamos analisar os circuitos e os dispositivos mais utilizados como memória, a sua constituição, o modo de atuação e o seu funcionamento.

Figura 5.1 – Fotografia de uma memória RAM

5.1. Características Mais Significativas Das Memórias As características mais significativas das memórias são: A

duração do tempo da operação de leitura e/ou escrita;

A

velocidade da operação de leitura e/ou escrita;

A

quantidade de informação;

A

volatilidade da memória;

A

capacidade da memória.

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Introdução aos Sistemas Digitais

Observando a figura 5.16, verificamos que, internamente, a memória EPROM é constituída por uma grelha com conexões por transístores entre as linhas de endereço e as linhas de dados. No caso desta figura, a memória EPROM ainda não foi programada pelo que todas as saídas estão a 1. Quando for aplicado um sinal na porta (gate) do transístor, vai originar um 0 na linha de saída de dados.

A partir da grelha da Figura 5.16, podemos construir a tabela de verdade da memória EPROM não programada (Tabela 5.5): Entradas

Saídas

A

B

S0

S1

S2

S3

0

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

1

1

1

1

1

Tabela 5.5 – Tabela de verdade de uma memória EPROM sem programação

Estrutura de uma Memória EPROM Com Programação

Vejamos agora um exemplo de uma memória EPROM programada (Figura 5.17).

Figura 5.17 – Representação de uma memória EPROM de 16 bits com conexões por transístores MOS entre as linhas de endereço e as linhas de dados

Neste caso, observando a figura 5.17, quando for aplicado um sinal na porta (gate) do transístor, provocará uma interrupção, o que irá originar um 0 na linha de saída de dados.

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