6 09 ET OUTRAS APLICAÇÕES DIGITAIS

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Eletrônica Básica 
Vinicius de Melo Puglia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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6. OUTRAS APLICAÇÕES DIGITAIS 
Apresentação 
Neste bloco somos introduzidos à aritmética digital. Por meio dela poderemos realizar 
as funções básicas de operação, permitindo seu uso com a lógica binária. Veremos 
também o funcionamento de componentes de grande valia com contadores e 
registradores, desde sua aplicação, funcionalidade e os tipos usados atualmente. O 
mesmo será apresentado a respeito dos multiplexadores e desmultiplexadores. 
6.1 . Aritmética Digital: operações e circuitos 
Ao trabalharmos com circuitos digitais, seja computadores, celulares ou outros 
aparelhos, esses elementos processam e armazenam dados no sistema binário. Desse 
modo, as operações aritméticas também são realizadas em números binários, e para 
isso a aritmética digital tem seu papel fundamental. 
Com esse intuito, a aritmética digital é bastante semelhante à aritmética 
tradicional. Suas operações básicas não se diferem das operações de subtração, 
adição, multiplicação e divisão. A diferença elementar entre elas é que a Aritmética 
digital trabalha apenas com números binários, ou seja, 0 e 1. A seguir explicaremos as 
4 funções aritméticas: 
Adição: 
Existem algumas regras essenciais na adição, além do elemento carry, também 
conhecido de “vai um”. Veja: 
0 + 0 = 0 
0 + 1 = 1 
1 + 0 = 1 
1 + 1 = 0 :. entra carry para o dígito de ordem superior. 
1 + 1 + 1 = 1 :. entra carry para o dígito de ordem superior. 
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Exemplo: 
101 + 011 
 
Subtração: 
0 - 0 = 0 
0 - 1 = 1 :. entra carry para o dígito de ordem superior 
1 - 0 = 1 
1 - 1 = 0 
Exemplo: 
101 - 011 
 
Multiplicação: 
As regras da multiplicação seguem o mesmo método decimal com deslocamentos e 
adições. Assim como o número mais alto é colocado acima do menor. 
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0 . 0 = 0 
0 . 1 = 0 
1 . 0 = 0 
1 . 1 = 1 
Exemplo: 
101 . 011 
 
Divisão: 
As regras da divisão seguem o mesmo método decimal com deslocamentos e 
subtrações. 
Exemplo: 
 
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6.2 Contadores, Registradores 
Contadores são circuitos digitais que mudam seu estado sob o comando de um relógio, 
seguindo um sequencial previamente programado. Esse elemento é bastante utilizado 
em divisores de frequência, conversor analógico/digital, medidores de frequência e 
tempo, entre outros. 
Os contadores se dividem em assíncrono e síncrono, vejamos as diferenças entre eles: 
Dizemos que um contador é assíncrono quando o sinal do clock é introduzido somente 
no primeiro estágio. O próximo estágio usa a saída de cada estágio anterior como um 
sinal de sincronização. Esses contadores também são chamados de "contadores de 
ondulação". 
Diferenciamos os contadores também em virtude de sua contagem crescente ou 
decrescente, o primeiro é quando a contagem vai do menor número ao maior, e 
decrescente quando começa pelo maior número seguido pelo menor. 
Quanto aos Contadores Síncrono, eles usam lógica da sincronização, onde um 
contador sincroniza todas as etapas através de um relógio (clock), dessa forma, temos 
um contador mais rápido, da qual sua velocidade não está ligada diretamente ao 
número de etapas. Vejamos a seguir a imagem de um Contador Síncrono formado por 
4 flip-flops Jk do tipo Ripple Carry (transportador de ondulação). 
 
 
 
 
 
 
 
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Figura 6.1 - Contador síncrono de 4 estágios 
 
Fonte: Braga, 2019. 
Ao nos referirmos a um Registrador, estamos falando de um circuito digital composto 
por flip-flops responsável pelo armazenamento de bits. Simplificando, trata-se de 
elementos básicos de armazenamento como, por exemplo, um processador que é 
constituído por um conjunto de registradores. Os registros internos do processador 
são os dados a serem manipulados e armazenados, com isso reduzimos a busca de 
recursos do sistema à memória, aumentando a velocidade do processamento. A seguir 
vemos um registrador composto por 4 flip-flop tipo D. 
Figura 6.2 - Registrador com flip-flop em paralelos 
 
Fonte: Guntzel; Nascimento, 2001. 
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Observe que cada flip-flop é responsável por armazenar o bit, e cada um deles tem seu 
caminho independente de outros, tanto para entrada quanto pra saída. Por isso, há 
ligação das cargas em paralelo. Veja também que um flip-flop de índice 0 armazena o 
bit menos significativo, assim como o flip-flop de índice 3 armazena o bit com maior 
relevância dentro dos 4 bits. 
6.3 Multiplexadores e Demultiplexadores 
Conhecemos como multiplexador ou MUX, o circuito que pode colocar várias 
mensagens paralelas em sequência. O multiplexador é usado para transmitir 
informações contidas em vários canais para um único canal. O multiplexador tem 
diversas aplicações, dentre elas, a seleção de dados, assim como seu 
encaminhamento, operações sequenciais, dentre outras aplicações. 
O sinal aplicado à entrada de controle direciona a qual entrada será conectada à saída, 
transmitindo assim seu sinal. Assim sendo o MUX capaz de determinar qual entrada 
conectar à saída por meio de comandos lógicos. 
A seguir vemos uma representação de um MUX de 4 entradas e sua respectiva tabela 
verdade: 
Figura 6.3 - MUX de 4 entradas e tabela verdade 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2020. 
Ao conectarmos a entrada E2, à saída é transmitir seu sinal, a partir disto, é necessário 
definirmos a entrada de controle C0 para baixo e a entrada C1 para alto. Observe 
também que o número de linhas de controle depende exatamente do número de itens 
que devem ser selecionados. Para o MUX de 4 entradas, precisamos de 2 entradas de 
controle porque as 4 combinações de estados de controle possíveis são cobertas por 
dois dígitos. 
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Já o desmultiplexador, ou DEX, como o próprio nome sugere, faz a ação reversa do 
MUX. Ele é constituído de uma entrada de dados e n número de saídas, e também das 
chamadas entradas de controle. A seguir também vemos um DEX de 4 saídas e sua 
respectiva tabela verdade. 
Figura 6.4 - DEX de 4 saídas e tabela verdade 
 
Fonte: Elaborado pelo Autor, 2020. 
Os multiplexadores e demultiplexadores digitais são apresentados na forma de 
circuitos integrados, encontrados na família CMOS e do TTL. 
6.4 Famílias Lógicas 
As características de formação dos circuitos integrados geram uma divisão de 
categorias conhecidas como famílias. Essas famílias se distinguem dependendo de sua 
operação e aplicação. Os parâmetros que compõe essas famílias são as tensões limites, 
que podem atingir nível lógico alto ou baixo; correntes máximas e mínimas das quais 
as entradas e saídas das portas lógicas tem o dever de utilizar; e também o tempo de 
retardo da liberação de sinais por meio das portas lógicas. Podemos citar as famílias 
CMOS e TTL que são usadas no mercado eletrônico hoje em dia. 
A TTL é conhecida por sua ampla gama de séries de CIs, usados em muitas aplicações, 
como computadores, controle industrial, teste de equipamentos e instrumentos, 
eletrônicos de consumo, sintetizadores, etc. O TTL às vezes é usado para indicar um 
nível lógico compatível com o TTL, mesmo que não esteja diretamente associado a tais 
circuitos integrados, por exemplo, também é usado como um rótulo para a entrada e 
saída de instrumentos eletrônicos. 
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A família TTL significa lógica transistor-transistor, que é um tipo de circuito digital 
composto de transistores de junção bipolar (BJT) e resistores. É conhecido como lógica 
transistor-transistor porque tanto a função lógica de propagação quanto a função de 
amplificação são realizadas por transistores. TTL é derivado de DTL (Diode Transistor 
Logic), é diferente da tecnologia CMOS, ele usa transistores comuns (bipolares) em vez 
de FET e Mosfet. 
A família TTL e seus circuitos integrados são conhecidos por começar pelo número 
serial 74, usamos a série 54 apenas para fins militares. 
Quanto ao CMOS, é uma tecnologia utilizada na formação decircuitos integrados, 
amplamente utilizados em microcontroladores, microprocessadores, memórias RAM e 
outros circuitos digitais. A tecnologia CMOS também é usada em vários circuitos 
analógicos, como sensores de imagem, conversores de dados e transceptores, que 
podem realizar muitos tipos de comunicações. Sua sigla significa complementary 
metal-oxide-semiconductor, ou seja, semicondutor de óxido de metal complementar, 
ele tem este nome, pois usa pares simétricos e complementar de transistores de efeito 
de campo, e o conhecido MOSFET para exercer suas funções lógicas. 
Diferentemente do TTL, os dispositivos da família CMOS não geram muito calor, sendo 
assim, consomem menos corrente, tornando a família conhecida por baixa imunidade 
à estáticos e baixo consumo de energia. Permite, dessa forma, uma elevada densidade 
de funções lógicas no chip. Os circuitos integrados dessa família têm a série 4000 e 
74c. 
6.5 Circuitos integrados 
Um circuito integrado é o circuito eletrônico funcional que consiste em um conjunto 
de diodos. transistores, capacitores, resistores fabricados no mesmo processo em um 
material semicondutor de silício comum, geralmente chamado de chip. 
O circuito integrado normalmente é acoplado na placa de duas maneiras. Uma é a 
Surface Mount Technology, SMT, ou Surface Mount Device, SMD, instalado na sua 
superfície. A outra maneira é a Thru Hole, PTH, no qual seus terminais cruzam a placa. 
Seu encapsulamento se dá por esses 2 meios, seja em PTH ou SMD, a seguir 
mostramos as diferenças em seus modos de fabricação. 
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Figura 6.5 - Encapsulamento PTH 
 
Fonte: Newteck, S.D. 
Figura 6.6 - Encapsulamento SMD 
 
Fonte: Newteck, S.D. 
Ainda que a tecnologia PTH ainda esteja em uso em larga escala, até recentemente era 
chamada de tecnologia "convencional", mas a tecnologia SMD, vem ganhando espaço 
na indústria, da qual pode se torna mais utilizada pelo fato de seus componentes 
serem menores em relação ao PTH. 
A função do CI é operar ações de maior complexidade que não podem ser realizadas 
por um único componente. Esses circuitos podem executar funções diferentes, como 
flip-flop, contadores, registradores, temporizadores, osciladores, amplificadores, 
controladores, dentre outros. 
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Conclusão 
Esse bloco nos encarregou de trazer a aritmética digital. Se assemelhando muito 
aritmética já conhecida, porém essa aqui trabalha somente com números binários, ou 
seja, 0 ou 1. 
Vimos também sobre os contadores digitais, com seu uso basicamente voltado para o 
clock. Enquanto os registradores são responsáveis pelo armazenamento de dados, 
liberando o processador de exercer essa função, aumentando a velocidade do circuito 
processado. 
Aqui fomos introduzidos a tecnologia das famílias lógicas e dos circuitos integrados, e 
as suas respectivas famílias impactando diretamente no circuito integrado, assim como 
na tecnologia usada por eles. A partir disso, seu encapsulamento é cada vez mais 
compactado auxiliando na montagem do circuito. 
REFERÊNCIAS 
BRAGA, N. C. Os contadores digitais. Instituno NCB, 2019. Disponível em: 
. Acesso em: 22 nov. 2020. 
GUNTZEL, J. L.; NASCIMENTO, F. A. Introdução aos sistemas digitais. Disponível em: 
 Acesso em: 22 nov. 2020. 
NEWTECK. O que é um circuito integrado? S.D. Disponível em: 
. Acesso em: 25 nov. 2020.