E Deus disse “façam-se os bits” e assim surgiu a Eletrônica Digital!
Parte V – Portas Lógicas – Conclusão & Resumo
Encerrei a parte IV destes posts de introdução a Eletrônica Digital com a promessa de apresentar um circuito que represente a porta OU EXCLUSIVO (EXCLUSIVE OR). Então vamos a ele.
Antes, porém façamos um breve comentário. Como já foi dito anteriormente esta função lógica não é muito comum na nossa comunicação no dia-a-dia, daí a dificuldade que algumas pessoas, às vezes, têm para aceitá-la.
Observe as tabelas verdade destas duas portas lógicas, a porta OU, à esquerda e a OU EXCLUSIVO, à direita.
Tabelas Verdade portas OR e XOR
No OU “puro” temos a condição de verdade também quando as duas proposições S1 e S2 são verdadeiras (linha verde), já no OU EXCLUSIVO esta condições foi excluída.
Construindo um circuito EXCLUSIVE OR (XOR) com chaves
Porta XOR com chaves
Para tal iremos utilizar duas chaves (S1 e S2) duplas que funcionem da seguinte maneira:
– Se apenas a chave S1 for acionada (on) a parte superior (a) irá fechar e a parte inferior (b) irá abrir fazendo a lâmpada acenderá.
– Da mesma forma com a chave S2.
Entretanto, se ambas estiverem on ou off ao mesmo tempo a lâmpada não acenderá.
Resumo geral
Tenho tentado apresentar nesta série de posts o mínimo necessário para se entender os conceitos de Eletrônica Digital, em outras palavras, o “bê-a-bá” do assunto.
Antes de prosseguir vamos resumir o que é essencial saber.
1) O conceito de números binários e o que são bits e bytes.
2) O conceito de portas lógicas.
3) Todas as portas lógicas e suas respectivas tabelas verdades.
O número total de portas lógicas com as quais podemos fazer TUDO que imaginarmos e quisermos digitalmente são apenas sete.
As portas básicas são: Inversora ou NOT, AND, OR e EXCLUSIVE OR.
Combinando a porta NOT com cada uma destas três obtemos as portas NAND, NOR e XOR perfazendo o total de sete como foi dito.
A seguir temos dois quadros com as seis portas (excluindo a NOT) com os símbolos e as respectivas tabelas verdades.
Portas AND, OR e XOR
PORTA AND
SAÍDA ALTA SE TODAS AS ENTRADAS FOREM ALTAS.
PORTA OR
SAÍDA BAIXA SE TODAS AS ENTRADAS FOREM BAIXAS
PORTA XOR (EXCLUSIVE OR)
SAIDA BAIXA SE TODAS AS ENTRADAS FOREM IGUAIS (TODAS ALTAS OU TODAS BAIXAS).
Observe a diferença entre o símbolo da porta OR e da porta XOR.
Na tabela a seguir temos a negação de cada uma das três portas básicas (AND, OR e XOR).
Portas NAND, NOR e XNOR
Repare que a diferença na simbologia destas portas é a “bolinha” na saida.
Nas duas tabelas temos uma linha logo após o símbolo de cada uma com a expressão da álgebra de Boole correspondente a cada porta.
Por exemplo, a porta AND corresponde a uma multiplicação enquanto a porta OR corresponde a uma adição ambas similares a maneira como realizamos estas operações em artimética.
Lembre-se, porém de estamos trabalhando com números binários.
Já a porta XOR é uma espécie de “adição diferente” da aritmética, por isso o símbolo + aparece dentro de um círculo.
Outra coisa que você deve observar é que nas portas negadas (NAND, NOR e XNOR) temos uma barra em cima das expressões de Boole. Toda vez que quermos representar a negação de uma proposição utilizamos esta convenção de colocar uma barra em cima da letra que representa a proposição.
Como já disse este é o resumo geral do que você precisa saber para começar a entender Eletrônica Digital, mas isto não é tudo.
No próximo post tratarei da parte prática começando a falar das famílias lógicas e dos níveis de tensão que correspondem aos bits 1 e 0.
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