Circuitos Digitias

Ministério da Educação Universidade Federal de Santa Maria Coordenadoria de Educação Básica Técnica e Tecnológica Colégio Técnico Industrial de Santa Maria RECUPERAÇÃO PARALELA DA PROVA 02 Curso Técnico em Automação Industrial Unidade Curricular Circuitos digitais Prof Maikel F Menke maikelmenkeufsmbr AnoSemestre 20251 Período 1ª Aluno Turma 316 ORIENTAÇÕES Entrega a resolução das questões via Moodle até o dia 13072025 às 1400h QUESTÕES Todas as questões a seguir vão apresentar sempre 5 casos Na tabela abaixo verifique seu nome e qual o caso que você deve analisar Ou seja para todas as questões que segue você deve resolver a questão somente para o caso indicado na tabela abaixo Aluno Caso 1 ANGELO GABRIEL VIEIRA DE AVILA 1 2 BERNARDO SEERIG FERRAO 2 3 EDUARDO PRADO PONTES DA SILVA 3 4 FABRICIO SANTOS DE OLIVEIRA 4 5 GEOVANI DA SILVA NUNES 5 6 GERALDO PEDROZO DE JESUS 1 7 HENRIQUE PARODE LEMOS 2 8 MARIA EDUARDA MAIA FAVERO 3 9 MATEUS ANDRADE DOS SANTOS 4 10 NICOLAS DA SILVA POSSOBON 5 11 OTAVIO MULLER DE LIMA 1 12 RAFAEL DE QUEVEDO MORESCO 2 13 RAPHAEL KIRCHHEIM NAEHER 3 14 WESLEY CORDEIRO PANAZZOLO 4 15 WILLIAN MANARA CAMPOS 5 Questão 01 20 Pontos Considerando os sinais no diagrama abaixo determine a saída Q considerando as especificidades do seu caso em questão Caso Tipo de borda Condição inicial Q 01 Subida 0 02 Descida 1 03 Subida 1 04 Descida 0 05 Subida 0 Ministério da Educação Universidade Federal de Santa Maria Coordenadoria de Educação Básica Técnica e Tecnológica Colégio Técnico Industrial de Santa Maria Questão 02 20 Pontos Para cada caso abaixo a tabela mostra os dados dos sinais J K CLR e PRE para diferentes pulsos de clock sendo somente a saída não definida Como exemplo no caso 01 no pulso de clock 1 os sinais são J1 K1 CLR1 e PRE0 Isso significa que na borda de subida ou descida do clock 01 os sinais já estão estáveis em J1 K1 CLR1 e PRE0 faltando somente definir a saída Desta forma assumindo que a FF do tipo JK dispara por borda de subida desenvolva para o seu respectivo caso as seguintes tarefas desenhe o símbolo dessa FF desenhe os sinais para os 5 ciclos de clock incluindo o sinal de saída CASO 01 PULSOS DE CLOCK CASO 02 PULSOS DE CLOCK 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 J 1 1 0 1 1 J 1 1 0 0 1 K 1 1 0 0 1 K 1 1 0 0 1 CLEAR 1 1 1 1 1 CLEAR 1 1 1 1 1 PRESET 0 0 1 1 1 PRESET 1 0 1 0 1 SAÍDA SAÍDA CASO 03 PULSOS DE CLOCK CASO 04 PULSOS DE CLOCK 1 2 3 4 5 1 2 3 4 5 J 1 1 0 1 1 J 1 0 0 1 1 K 1 1 0 0 1 K 1 1 0 0 1 CLEAR 1 0 1 0 1 CLEAR 1 1 1 1 1 PRESET 0 1 1 1 1 PRESET 0 0 1 1 1 SAÍDA SAÍDA CASO 05 PULSOS DE CLOCK 1 2 3 4 5 J 1 1 0 1 0 K 1 0 0 0 1 CLEAR 1 1 1 1 1 PRESET 0 0 1 1 1 SAÍDA Questão 03 20 Pontos A tabela verdade abaixo apresenta a saída para os diferentes casos Desta forma para o seu caso faça as seguintes atividades a Simplifique a expressão usando Mapa de Karnaugh b Empregando a simbologia das portas lógicas desenhe o diagrama do circuito simplificado obtido A B C CASO 1 CASO 2 CASO 3 CASO 4 CASO 5 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Ministério da Educação Universidade Federal de Santa Maria Coordenadoria de Educação Básica Técnica e Tecnológica Colégio Técnico Industrial de Santa Maria Questão 04 10 Ponto A figura abaixo apresenta um certo tipo de registrado de deslocamento Considerando que o registrador foi iniciado com todos os estados resetados determine no diagrama temporal os estados lógicos de cada saída para o sinal de clock mostrado assumindo que os dados de entrada são mostrados na planilha anaixo de acordo com os diferentes casos Caso Dados 01 1001 02 1100 03 0101 04 1011 05 0111 Prova Sistemas Digitais 10072025 1 A forma de onda para Q será Quando S1 e R0 Q irá para 1 SET Quando S0 e R1 Q irá para 0 RESET Quando S0 e R0 Q manterá seu estado anterior 2 a O símbolo desse flipflop b Pulso de Clock 1 J 1 K 1 CLEAR 1 PRESET 0 Como PRESET está em 0 ativo em nível baixo e CLEAR está em 1 a saída Q é assincronamente SETada para 1 independentemente dos estados de J K ou do clock SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 2 J 1 K 0 CLEAR 1 PRESET 0 Novamente PRESET está em 0 ativo em nível baixo e CLEAR está em 1 A saída Q é assincronamente SETada para 1 SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 3 J 0 K 0 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente com base em J e K na borda de subida do clock O estado anterior de Q é 1 do Pulso 2 Com J0 e K0 a saída mantém seu estado anterior SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 4 J 1 K 0 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente O estado anterior de Q é 1 do Pulso 3 Com J1 e K0 a saída é SETada para 1 SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 5 J 0 K 1 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente O estado anterior de Q é 1 do Pulso 4 Com J0 e K1 a saída é RESETada para 0 SAÍDA Q 0 E aqui o desenho dos sinais colocando o que está na tabela como desenho 3 a Vamos construir o mapa de Karnaught 1 A Tabela Map Mapa de Valores AB C AB 1 1 o Isto representa as linhas onde A e B estão no estado AB negado A negado B o Quando C é C negado C ou 0 o valor da função é 1 o Quando C é C ou 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 1 e para ABC a saída é 1 AB 0 0 o Isto representa as linhas onde A é negado A e B é não negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 0 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 0 AB 0 1 o Isto representa as linhas onde A é não negado A e B é não negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 1 AB 0 1 o Isto representa as linhas onde A é não negado A e B é negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 1 2 A Tabela Map Layout Layout do Mapa com Mintermos Esta tabela mostra a correspondência entre as combinações de A B C e os números dos mintermos representação decimal da combinação binária Este layout é o que se usaria para desenhar o Kmap 2D AB C AB 0 1 o ABC corresponde ao mintermo 0 o ABC corresponde ao mintermo 1 AB 2 3 o ABC corresponde ao mintermo 2 o ABC corresponde ao mintermo 3 AB 6 7 Esta linha é para AB o ABC corresponde ao mintermo 6 o ABC corresponde ao mintermo 7 AB 4 5 Esta linha é para AB o ABC corresponde ao mintermo 4 o ABC corresponde ao mintermo 5 3 A Tabela Groups Agrupamentos Esta parte mostra os agrupamentos feitos no Mapa de Karnaugh para simplificar a expressão Agrupamse os 1s em potências de 2 2 4 8 etc em regiões adjacentes horizontalmente verticalmente ou envolvendo as bordas 01 Este grupo inclui os mintermos 0 e 1 o mintermo 0 ABC o mintermo 1 ABC o Quando você agrupa ABC e ABC a variável C muda de estado C para C enquanto AB permanece constante o Portanto este grupo simplifica para AB 57 Este grupo inclui os mintermos 5 e 7 o mintermo 5 ABC o mintermo 7 ABC o Quando você agrupa ABC e ABC a variável B muda de estado B para B enquanto AC permanece constante o Portanto este grupo simplifica para AC Conclusão da Simplificação A função booleana simplificada obtida pela soma dos produtos dos grupos é F AB AC desenhando b 4 Dados de entrada 0111 Registrador de 4 bits inicialmente resetado 0000 Este é um registrador de deslocamento serialinparallelout SIPO com deslocamento para a direita Isso significa que o dado de entrada D entra em Q0 e a cada pulso de clock o conteúdo de Qn é deslocado para Qn1 O bit mais à esquerda do Dados 0111 é o primeiro a ser inserido no registrador Operação 1 Clock 1 Entra 0 Q00 Q10 Q20 Q30 2 Clock 2 Entra 1 Q01 Q10 Q20 Q30 3 Clock 3 Entra 1 Q01 Q11 Q20 Q30 4 Clock 4 Entra 1 Q01 Q11 Q21 Q30 5 Clock 5 Entra 0 Q01 Q11 Q21 Q31 Prova Sistemas Digitais 10072025 1 A forma de onda para Q será Quando S1 e R0 Q irá para 1 SET Quando S0 e R1 Q irá para 0 RESET Quando S0 e R0 Q manterá seu estado anterior 2 a O símbolo desse flipflop b Pulso de Clock 1 J 1 K 1 CLEAR 1 PRESET 0 Como PRESET está em 0 ativo em nível baixo e CLEAR está em 1 a saída Q é assincronamente SETada para 1 independentemente dos estados de J K ou do clock SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 2 J 1 K 0 CLEAR 1 PRESET 0 Novamente PRESET está em 0 ativo em nível baixo e CLEAR está em 1 A saída Q é assincronamente SETada para 1 SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 3 J 0 K 0 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente com base em J e K na borda de subida do clock O estado anterior de Q é 1 do Pulso 2 Com J0 e K0 a saída mantém seu estado anterior SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 4 J 1 K 0 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente O estado anterior de Q é 1 do Pulso 3 Com J1 e K0 a saída é SETada para 1 SAÍDA Q 1 Pulso de Clock 5 J 0 K 1 CLEAR 1 PRESET 1 Ambos PRESET e CLEAR estão em 1 então o FlipFlop opera normalmente O estado anterior de Q é 1 do Pulso 4 Com J0 e K1 a saída é RESETada para 0 SAÍDA Q 0 E aqui o desenho dos sinais colocando o que está na tabela como desenho 3 a Vamos construir o mapa de Karnaught 1 A Tabela Map Mapa de Valores AB C AB 1 1 o Isto representa as linhas onde A e B estão no estado AB negado A negado B o Quando C é C negado C ou 0 o valor da função é 1 o Quando C é C ou 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 1 e para ABC a saída é 1 AB 0 0 o Isto representa as linhas onde A é negado A e B é não negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 0 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 0 AB 0 1 o Isto representa as linhas onde A é não negado A e B é não negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 1 AB 0 1 o Isto representa as linhas onde A é não negado A e B é negado B o Quando C é C 0 o valor da função é 0 o Quando C é C 1 o valor da função é 1 o Portanto para ABC a saída é 0 e para ABC a saída é 1 2 A Tabela Map Layout Layout do Mapa com Mintermos Esta tabela mostra a correspondência entre as combinações de A B C e os números dos mintermos representação decimal da combinação binária Este layout é o que se usaria para desenhar o Kmap 2D AB C AB 0 1 o ABC corresponde ao mintermo 0 o ABC corresponde ao mintermo 1 AB 2 3 o ABC corresponde ao mintermo 2 o ABC corresponde ao mintermo 3 AB 6 7 Esta linha é para AB o ABC corresponde ao mintermo 6 o ABC corresponde ao mintermo 7 AB 4 5 Esta linha é para AB o ABC corresponde ao mintermo 4 o ABC corresponde ao mintermo 5 3 A Tabela Groups Agrupamentos Esta parte mostra os agrupamentos feitos no Mapa de Karnaugh para simplificar a expressão Agrupamse os 1s em potências de 2 2 4 8 etc em regiões adjacentes horizontalmente verticalmente ou envolvendo as bordas 01 Este grupo inclui os mintermos 0 e 1 o mintermo 0 ABC o mintermo 1 ABC o Quando você agrupa ABC e ABC a variável C muda de estado C para C enquanto AB permanece constante o Portanto este grupo simplifica para AB 57 Este grupo inclui os mintermos 5 e 7 o mintermo 5 ABC o mintermo 7 ABC o Quando você agrupa ABC e ABC a variável B muda de estado B para B enquanto AC permanece constante o Portanto este grupo simplifica para AC Conclusão da Simplificação A função booleana simplificada obtida pela soma dos produtos dos grupos é F AB AC desenhando b 4 Dados de entrada 0111 Registrador de 4 bits inicialmente resetado 0000 Este é um registrador de deslocamento serialinparallelout SIPO com deslocamento para a direita Isso significa que o dado de entrada D entra em Q0 e a cada pulso de clock o conteúdo de Qn é deslocado para Qn1 O bit mais à esquerda do Dados 0111 é o primeiro a ser inserido no registrador Operação 1 Clock 1 Entra 0 Q00 Q10 Q20 Q30 2 Clock 2 Entra 1 Q01 Q10 Q20 Q30 3 Clock 3 Entra 1 Q01 Q11 Q20 Q30 4 Clock 4 Entra 1 Q01 Q11 Q21 Q30 5 Clock 5 Entra 0 Q01 Q11 Q21 Q31