Circuitos combinacionais

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INTRODUÇÃO

Findo o trabalho laboratorial nº5, resta-nos portanto analisar e retirar conclusões do que fora feito e observado. Em primeiro lugar precisamos definir os objectivos, portanto esta actividade tinha como objectivos: introdução nas metodologias necessárias para a análise de circuitos combinatórios e dado um determinado problema saber conceber o respectivo sistema combinatório com asferramentas, isto é, a metodologia referida anteriormente.
Um dos conceitos importantes é o de hierarquia de projecto, partindo da descrição mais abstracta do circuito através de um modelo para módulos de menor complexidade, e assim por diante até chegar às portas lógicas.

As vantagens de utilização deste tipo de procedimento com hierarquização são:

* melhor concepção estrutural evisualização da estrutura do circuito;
* em cada nível, há abstracção em relação aos pormenores dos níveis inferiores;
* replicação de módulos com reutilização.

Idealmente, o projecto deveria ser feito segundo uma aproximação “top-down”. No entanto, muitas vezes há condicionalismos em relação aos módulos que podemos usar em níveis inferiores, o que leva a que muitas vezes se combine ou atése substitua a estratégia “top-down” por uma estratégia “bottom-up”. Mas neste caso em concreto, obteve-se um projecto top-down em que, mais a frente, iremos ver que se estabeleceu uma hierarquização de sub-circuitos que permitiu uma melhor implementação do projecto-alvo.

O projecto desta actividade tinha as seguintes regras:

Tendo apresentado as regras do projecto os passos que foramposteriormente tomados foram:

* definir o número de entradas e saídas e atribuir-lhes nomes;
* obter a tabela de verdade para cada saída ou, em alternativa, obter as suas expressões lógicas;
* obter as expressões lógicas simplificadas das funções de saída;
* desenhar o logigrama do circuito, fazendo eventualmente adaptações para minimizar o número de circuitos integrados a utilizar;* verificar a correcção do projecto;
* desenhar o esquema eléctrico do circuito.

Ao obter a tabela de verdade de uma função é frequente descobrir que aquilo que era evidente não está completamente esclarecido e necessita de mais profunda análise sobre o comportamento pretendido do circuito, para esse efeito precisamos então simplificar e a simplificação pode ser feita de qualquerforma, desde a simplificação algébrica à simplificação utilizando pacotes de algoritmos adequados, passando pela minimização usando quadros de Karnaugh.

O desenho do logigrama e do esquema eléctrico pode ser feito usando um “software” adequado ou, simplesmente, à mão. Convém usar a experiencia acumulada para minimizar o número de integrados a utilizar. Neste caso, utilizou-se as ferramentas CAD/CAEdo Multisim para o desenho dos diagramas lógicos pedidos pelo protocolo do trabalho.

A verificação de correcção pode ser feita manualmente ou utilizando pacotes de “software” destinados à simulação de circuitos. De qualquer forma, é sempre necessário verificar no fim, com um circuito real, se tudo funciona como previsto visto que há pormenores que escapam a algum do “software” de simulação.RESPOSTAS/ANÁLISE DOS PROCEDIMENTOS DO PROTOCOLO

a)

b e c) Ver Pág. m_Karnaugh.

Expressões SOP obtidas (após o balanço utilizando o critério estudado nas aulas) em “formato WinCupl”:


d)

e) A implementação do circuito em modo top-down passou pelos seguintes processos: após termos desenhado os respectivos diagramas lógicos das expressões obtidas em alíneas anteriores,organizámo-los em blocos obtendo então o seguinte:

Como o nosso principal objectivo era a obtenção de um circuito combinatório que nos permitisse prever os valores lógicos das saídas num determinado instante em função da combinação de valores lógicos nas entradas do circuito no mesmo instante, isto é, um circuito que se assemelhasse ao seguinte:


Para esse efeito, organizamos a estrutura...
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