trabalho final de pesquisa

Prévia do material em texto

CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE 
UNINORTE 
 
 
 
 
 
 
ELETRÔNICA DIGITAL 
PESQUISA 
 
 
 
 
 
 
CLASMESSON VIEIRA 14244438 
MICHELY MIGUEL 14107635 
RAIMUNDO VANDERLEI 14140012 
TARCISO LABORDA 14240459 
WANDERSON AMORIM 14051923 
 
 
 
 
 
 
MANAUS 
03 DE DEZEMBRO DE 2016
 2 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE 
UNINORTE 
 
 
CLASMESSON VIEIRA 14244438 
MICHELY MIGUEL 14107635 
RAIMUNDO VANDERLEI 14140012 
TARCISO LABORDA 14240459 
WANDERSON AMORIM 14051923 
 
 
 
ELETRÔNICA DIGITAL 
PESQUISA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS 
03 DE DEZEMBRO DE 2016 
Relatório apresentado ao Professor Francisco 
Coelho da Disciplina de Eletrônica Digital e 
Microprocessadores no Curso de Engenharia 
Elétrica do Centro universitário do norte, 
como requisito parcial para obtenção de nota 
parcial. 
 3 
CENTRO UNIVERSITÁRIO DO NORTE 
UNINORTE 
 
 
CLASMESSON VIEIRA 14244438 
MICHELY MIGUEL 14107635 
RAIMUNDO VANDERLEI 14140012 
TARCISO LABORDA 14240459 
WANDERSON AMORIM 14051923 
 
 
ELETRÔNICA DIGITAL 
PESQUISA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MANAUS 
03 DE DEZEMBRO DE 2016 
Relatório apresentado ao Professor Francisco 
Coelho da Disciplina de Eletrônica Digital e 
Microprocessadores no Curso de Engenharia 
Elétrica do Centro universitário do norte, 
como requisito parcial para obtenção de nota 
parcial. 
 4 
ÍNDICE DE ILUSTRAÇÕES 
FIGURA 1-DECODIFICADOR ............................................................................................................ 9 
FIGURA 2-DISPLAY DE 7 SEGMENTOS ............................................................................................. 9 
FIGURA 3-REPRESENTAÇÃO DO NÚMERO ZERO ............................................................................ 10 
FIGURA 4-REPRESENTAÇÃO DO NÚMERO CINCO .......................................................................... 10 
FIGURA 5- TABELA VERDADE ...................................................................................................... 10 
FIGURA 6- ESTRUTURA DE UM FLIP FLOP RS ............................................................................... 12 
FIGURA 7-TIPO D- ESQUEMA DO CIRCUITO ................................................................................. 13 
FIGURA 8- FUNCIONAMENTO ....................................................................................................... 13 
FIGURA 9- JK COM PRESET E CLEAR ............................................................................................ 14 
FIGURA 10- JK ............................................................................................................................. 14 
FIGURA 11- JK MESTRE-ESCRAVO- ESQUEMA DO CIRCUITO ....................................................... 14 
FIGURA 12- TIPO T ESQUEMA DO CIRCUITO ................................................................................. 15 
FIGURA 13-REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO PISO DE 4 BITS ................................................... 17 
FIGURA 14-ESTRUTURA BÁSICA ................................................................................................... 19 
FIGURA 15-FREQUENCIA .............................................................................................................. 20 
FIGURA 16-CONTADOR ASSÍNCRONO .......................................................................................... 21 
FIGURA 17-REPRESENTAÇÃO ....................................................................................................... 21 
FIGURA 18- CONVERSOR A/D TIPO PARALELO (“FLASH”) ........................................................... 24 
FIGURA 19- CÓDIGO PARA UM CONVERSOR DE 3 BITS .................................................... 25 
FIGURA 20- DEMULTIPLEX ........................................................................................................... 27 
FIGURA 21-MEMÓRIA ELETRÔNICA ............................................................................................. 31 
FIGURA 22-BLOCO REPRESENTATIVO DE UMA MEMÓRIA ROM ................................................... 33 
FIGURA 23-ARQUITETURA ........................................................................................................... 34 
FIGURA 24-CIRCUITO DA MEMÓRIA ROM................................................................................... 34 
FIGURA 25-MEMÓRIA PROM ...................................................................................................... 35 
FIGURA 26-REPRESENTAÇÃO DE UMA MEMÓRIA EPROM .......................................................... 36 
FIGURA 27-MEMÓRIA EPROM.................................................................................................... 36 
FIGURA 28-REPRESENTAÇÃO DE UMA MEMÓRIA EEPROM ........................................................ 37 
FIGURA 29-MEMÓRIA EEPROM ................................................................................................. 37 
FIGURA 30-MEMÓRIA RAM ........................................................................................................ 38 
FIGURA 31-REPRESENTAÇÃO ....................................................................................................... 38 
FIGURA 32-CÉLULA ...................................................................................................................... 39 
FIGURA 33-CÉLULA NO ESTADO EM D .......................................................................................... 39 
FIGURA 34-FUNCIONAMENTO DO BLOCO ..................................................................................... 40 
 5 
FIGURA 35-RAM 4X4 ................................................................................................................. 40 
FIGURA 36-REPRESENTAÇÃO ....................................................................................................... 41 
FIGURA 37-EXPANSÃO ................................................................................................................. 42 
FIGURA 38-UM INVERSOR (FUNÇÃO NÃO OU NOT USANDO O TRANSISTOR ............................... 43 
FIGURA 39-OUTRAS FUNÇÕES COM TRANSISTORES ...................................................................... 44 
FIGURA 40-BLOCOS COMPATÍVEIS CONTENDO INFORMAÇÕES LÓGICAS ( CIRCUITOS INTEGRADOS).
............................................................................................................................................. 45 
FIGURA 41-UMA PORTA NAND TTL........................................................................................... 46 
FIGURA 42-FAIXAS DE TENSÃO RECONHECIDAS COM 1 E 0 (NÍVEL ATO E BAIXO). ....................... 46 
FIGURA 43-AS FUNÇÕES MAIS SIMPLES TTL SÃO ENCONTRADAS NESTES INVÓLUCROS............... 47 
FIGURA 44-CORRENTE DE ENTRADA NO NÍVEL BAIXO. ................................................................ 48 
FIGURA 45-CORRENTE DE ENTRADA NO NÍVEL ALTO (1). ............................................................. 48 
FIGURA 46-CORRENTE DE SAÍDA NO NÍVEL BAIXO(0) .................................................................. 49 
FIGURA 47-CORRENTE DE SAÍDA NO NÍVEL ALTO (1). .................................................................. 49 
FIGURA 48-PREFERE-SE A CONFIGURAÇÃO B PARA ACENDER OS LEDS ...................................... 49 
FIGURA 49-HÁ UMA QUANTIDADE DE ENTRADAS QUE UMA SAÍDA PODE ALIMENTAR. ................. 50 
FIGURA 50-TAMBÉM PODE SER NECESSÁRIO LIGAR MAIS DE UMA SAÍDA A UMA ENTRADA. ......... 50 
FIGURA 51-CAPACITÂNCIAS PARASITAS QUE INFLUEM NA VELOCIDADE DE RESPOSTA DOSCIRCUITOS. ........................................................................................................................... 51 
FIGURA 52-COMO SÃO MEDIDOS OS TEMPOS DE RETARDOS NAS FUNÇÕES TTL ........................... 53 
FIGURA 53-UMA SAÍDA STANDART PODE EXCITAR 10 SAÍDAS LS ................................................ 54 
FIGURA 54-CONFLITO DE NÍVEIS EM SAÍDAS INTERLIGADAS ........................................................ 55 
FIGURA 55-PORTA NAND (NÃO E) COM SAÍDA EM COLETOR ABERTO (OPEN COLLECTOR). ....... 55 
FIGURA 56-O RESISTOR "PULL UP" SERVE PARA POLARIZAR OS TRANSISTORES DAS SAÍDAS DAS 
FUNÇÕES "OPEN COLLECTOR". ............................................................................................. 56 
FIGURA 57-UMA PORTA NAND TTL TRI-STATE ......................................................................... 56 
FIGURA 58-QUANDO A ESTIVER ENVIANDO SINAIS PARA C, B DEVE ESTAR DESATIVADO ........... 57 
FIGURA 59-NA TROCA DE DADOS ENTRE DIVERSAS INTERFACES DEVE-SE USAR COMPONENTES 
COM SAÍDAS TRI-STATE. ....................................................................................................... 58 
 
 
 
 
 
 6 
SUMÁRIO 
INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 8 
CAPÍTULO I ................................................................................................................................. 9 
2.1 DECODIFICADORES ................................................................................................... 9 
CAPÍTULO II .............................................................................................................................. 11 
FLIP-FLOP ............................................................................................................................... 11 
2.1.1 TIPO RS BÁSICO ...................................................................................................... 11 
 FLIP-FLOP RS COM ENTRADA DE CLOCK ..................................................... 12 
2.1.2 FLIP-FLOP TIPO D................................................................................................... 12 
2.1.3 FLIP- FLOP TIPO K ................................................................................................. 13 
2.1.4 TIPO JK COM PRESET E CLEAR ........................................................................ 13 
2.1.5 JK TIPO MESTRE-ESCRAVO ................................................................................ 14 
2.1.6 TIPO T ......................................................................................................................... 15 
CAPÍTULO III ............................................................................................................................ 16 
REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO SÉRIE E PARALELO ....................................... 16 
CAPÍTULO IV ............................................................................................................................ 18 
CONTADORES SÍNCRONOS E ASSINCRONOS ................................................................ 18 
CAPÍTULO V .............................................................................................................................. 23 
CONVERSORES AD E DA ....................................................................................................... 23 
CAPÍTULO VI ............................................................................................................................ 26 
CIRCUITO MULTIPLEXADOR E DEMULTIPLEXADOR ............................................... 26 
CAPÍTULO VII ........................................................................................................................... 30 
MEMÓRIAS ................................................................................................................................ 30 
7.1 CLASSIFICAÇÃO DAS MEMÓRIAS....................................................................... 30 
7.2 ESTRUTURA GERAL E ORGANIZAÇÃO DE UMA MEMÓRIA ...................... 31 
7.3 MEMÓRIA ROM E ARQUITETURA ...................................................................... 32 
7.3.1 ARQUITETURA DAS MEMÓRIAS ROM ............................................................. 34 
 7 
7.4 MEMÓRIAS PROM .................................................................................................... 35 
7.5 MEMÓRIAS EPROM .................................................................................................. 35 
7.6 MEMÓRIAS EEPROM ............................................................................................... 37 
7.7 MEMÓRIA RAM ......................................................................................................... 38 
7.7.1 ARQUITETURA DAS MEMÓRIAS RAM ............................................................. 40 
7.7.2 EXPANSÃO DA CAPACIDADE DA MEMÓRIA RAM ....................................... 41 
CAPÍTULO VIII ......................................................................................................................... 43 
FAMÍLIA DE CIRCUITOS LÓGICOS (TTL) ........................................................................ 43 
8.1 TRANSISTOR COMO CHAVE ELETRÔNICA ..................................................... 43 
 ....................................................................................................................................................... 43 
8.2 MELHORANDO O DESEMPENHO ......................................................................... 44 
8.3 FAMÍLIA TTL .............................................................................................................. 46 
 ....................................................................................................................................................... 46 
8.3.1 OUTRAS CARACTERÍSTICAS DA FAMÍLIA TTL ........................................... 47 
8.3.2 SUBFAMÍLIAS TTL.................................................................................................. 52 
8.3.3 COMPATIBILIDADE ENTRE AS SUBFAMÍLIAS.............................................. 54 
8.3.4 OPEN COLLECTOR W TOTEM-POLE................................................................ 55 
8.3.5 TRI-STATE ................................................................................................................. 56 
CONCLUSÃO ............................................................................................................................. 59 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................ 60 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 8 
INTRODUÇÃO 
 
Este trabalho de pesquisa tem como objetivo aprimorar nosso conhecimento adquirido 
neste sexto período da graduação de Engenharia Elétrica. 
A nossa equipe neste semestre na matéria de Eletrônica Digital e Microprocessadores 
se empenhou a aprender e a desenvolver todos os projetos proposto em sala de aula pelo 
Professor Francisco Coelho. 
Para finalizar o semestre fizemos esta pesquisa para finalizarmos o semestre com mais 
conhecimento. 
A nossa pesquisa é sobre: Decodificadores- Flip Flop - RS Básico, RS com entrada de 
clock, Tipo D, JK, JK com Preset e Clear, JK Mestre Escravo e o com Preset e Clear e Tipo T.- 
Registrado de Deslocamento (Serie e Paralelo);- Contadores (Sincrono e Assincrono);- 
Conversores A/D e D/A;- Circuito Multiplexador e Demultiplexador.- Memórias.- Familia de 
Circuitos Lógicos. (TTL) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 9 
CAPÍTULO IDECODIFICADORES 
 
 
2.1 DECODIFICADORES 
 
Os decodificadores são circuitos lógicos que convertem informações de um código 
para outro. 
 
Figura 1-Decodificador 
Uma das maiores aplicações dos decodificadores está na conversão de informações de 
um código para o acionamento de displays, de forma que algarismos ou letras codificadas 
digitalmente sejam mais compreensíveis aos usuários. 
 
Decodificador BCD – 7 
Segmentos Este é um dos decodificadores mais utilizados em sistemas digitais porque 
converte informações codificadas em BCD para um código especial que, aplicado ao display de 
7 segmentos, fornece visualmente as informações. Os displays de 7 segmentos são dispositivos 
formados por 7 leds, dispostos com mostra a figura abaixo: Cada um dos 
 
 
Figura 2-Display de 7 segmentos 
 
Cada um dos 7 segmentos do display é formado por um led, e estes 7 leds podem estar 
conectados pelo catodo (catodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “1”, ou 
pelo anodo (anodo comum), acendendo quando recebem o nível lógico “0”. 
Exemplo: Para o código em BCD igual à 0000, sendo o equivalente ao algarismo 
decimal zero, somente o segmento “g” do display deve permanecer apagado. 
 10 
 
Figura 3-representação do número zero 
Para o código BCD em 0101, com equivalente em decimal igual ao algarismo decimal 
5: 
 
Figura 4-Representação do número cinco 
O mesmo raciocínio é utilizado para o restante dos algarismos de 0 à 9, e os números 
decimais podem ser representados utilizando-se um display de 7 segmentos para cada casa 
decimal. Alguns displays podem possuir um segmento a mais no formato de ponto para indicar 
casas decimais. Tabela verdade para o decodificador BCD - 7 Segmentos para display catodo 
comum: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 5- Tabela Verdade 
 11 
CAPÍTULO II 
 
FLIP FLOP 
 
FLIP-FLOP 
 
São amplamente utilizados por causa de sua característica de "memória". O flip-flop pode ser 
utilizado para armazenar um bit, ou um digito binário. A informação armazenada em um 
conjunto de flip-flops pode representar o valor de um contador, um caractere ASCII em uma 
memória de um computador ou qualquer outra parte de uma informação. 
 O flip-flop lembra o estado anterior de máquina, e a lógica digital utiliza este estado 
para calcular o próximo estado. Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de 
entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, apesar de muitos flip-flops comerciais 
proverem adicionalmente o complemento do sinal de saída. Alguns flip-flops também incluem 
um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na 
forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação 
ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, 
baseado nos valores dos sinais de entrada e na a não existe equação característica do flip-flop. 
 De forma geral podemos representar o flip-flop como um bloco onde temos 2 saídas: 
"Q" e "Q*" (Q linha), entrada para as variáveis e uma entrada de controle (Clock). A saída Q 
será a principal do bloco. 
 
2.1.1 TIPO RS BÁSICO 
 
Um flip-flop RS é um biestável basico porque dele se derivam os demais tipos. 
O flip-flop "set/reset" ativa (set, muda sua saída para o nível lógico 1, ou retém se este já 
estiver em 1) se a entrada S ("set") estiver em 1 e a entrada R ("reset") estiver em 0 quando o 
clock for mudado. 
O flip-flop desativa (reset, muda sua saída para o nível lógico 0, ou a mantém se esta 
já estiver em 0) se a entrada R ("reset") estiver em 1 e a entrada S ("set") estiver em 0 quando o 
clock estiver habilitado. 
Se ambas as entradas estiverem em 0 quando o clock for mudado, a saída não se 
modifica. Se, entretanto, ambas as entradas estiverem em 1 quando o clock estiver habilitado, 
nenhum comportamento particular é garantido. 
 
 12 
 
 
Figura 6- Estrutura de um Flip Flop RS 
 FLIP-FLOP RS COM ENTRADA DE CLOCK 
 
Quando a entrada for igual a 0, o flip-flop irá permanecer no seu estado, mesmo com a 
variação dos valores de R e S. 
Quando a entrada de clock assumir valor 1, o circuito irá comportar-se como um flip-
flop RS básico. 
As portas NE funcionarão como inversoras 
 
 
 
 
2.1.2 FLIP-FLOP TIPO D 
 
Muito parecido com o Flip-Flop tipo T, este apresenta a semelhança de curto-
circuitar as entradas, porém ao invés disso, temos a presença de uma porta inversora 
entre as duas entradas, como mostrado o exemplo de circuito abaixo: 
 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Agora podemos ver facilmente o funcionamento do Flip-Flop tipo D, utilizado 
principalmente como registradores de deslocamento, devido a sua capacidade de 
armazenar dados. 
 
2.1.3 FLIP- FLOP TIPO K 
 
O funcionamento do JK nada mais é que um Flip-Flop RS realimentado, conforme 
ilustração abaixo: 
 
Figura 8- Funcionamento 
 
 
 
2.1.4 TIPO JK COM PRESET E CLEAR 
 
Aqui temos a entrada de duas novas variáveis, o Preset e Clear, que determinam o 
funcionamento do Flip-Flop. Onde o Preset seleciona o nível lógico 1 na saída, independente do que 
está nas entradas, assim como o Clear seleciona o nível lógico 0 na saída independente do que está nas 
entradas. Abaixo segue a tabela de como funciona o esquema Preset e Clear. 
Figura 7-Tipo D- Esquema do Circuito 
 14 
 
Figura 9- JK com Preset e Clear 
Uma importante observação é o uso de portas inversoras antes das entradas Preset e Clear e 
por isso tivemos os resultados obtidos acima. Podemos então concluir que quando as entradas Preset 
e Clear forem iguais a 1, o FlipFlop apresentará as mesmas características de um Flip-Flop tipo JK. Aqui 
temos o circuito equivalente: 
 
Figura 10- JK 
 
2.1.5 JK TIPO MESTRE-ESCRAVO 
 
Este tipo de Flip-Flop foi desenvolvido para resolver um problema característico do 
Flip-Flop tipo JK, que é a alteração das entradas enquanto o sinal do clock for 1, alterando as 
saidas ate que o clock seja 0. Visando corrigir este erro foi desenvolvido um circuito que 
conforme é dado o pulso no clock suas entradas são bloqueadas, e a saída só é fornecida 
quando o pulso deste clock é 0. Abaixo segue o esquema do circuito em questão. 
 
Figura 11- JK mestre-escravo- Esquema do Circuito 
 
 
 15 
2.1.6 TIPO T 
 
A sigla T vem de Toggle (comutado) 
T em 1, a saída inverte seu valor a cada descida de clock; 
Utilizado como célula principal dos contadores assíncronos; 
 
 
 
Este Flip-Flop é obtido a partir de um Flip-Flop JK Mestre-Escravo, onde temos as 
entradas J e K curto-circuitadas, assim o circuito só pode assumir dois estados lógicos, 
conforme ilustração a seguir: 
Este Flip-Flop é utilizado como célula principal dos contadores assíncronos, além de serem 
divisores de frequências. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 12- Tipo T esquema do circuito 
 16 
 
CAPÍTULO III 
 
REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO SÉRIE E PARALELO 
 
Os registradores de deslocamento podem possuir uma combinação 
de entradas e saídas seriais e paralelas, incluindo as configurações entrada serial, saída 
paralela (SIPO) e entrada paralela, saída serial (PISO). Existem outra configurações possuindo 
ambas as entradas serial e paralela e outra com saídas serial paralela. Existem também 
registradores de deslocamento bi-direcionais, os quais permitem que se varie a direção do 
deslocamento da informação. As entradas e saídas seriais de um registrador podemser 
conectadas juntas, de modo a formar um registrador de deslocamento circular. Poderiam 
também ser desenvolvidos registradores de deslocamento multi-dimensionais, os quais podem 
realizar processamentos mais complexos. 
 
ENTRADA SERIAL, SAIDA PARALELA 
 
Esta configuração permite a conversão do formato serial para o paralelo. Os dados 
entram de forma serial, conforme descrito na sessão acima. Uma vez que os dados entraram, 
eles podem ser lidos todos simultaneamente, ou deslocados para fora e substituídos. 
 
 
 ENTRADA PARALELA, SAÍDA SERIAL 
 
Esta configuração recebe os dados através das entradas D1 a D4 no formato paralelo. 
Para escrever os dados no registrador, o controle de Escrita/Deslocamento deve estar em nível 
baixo. Para deslocar os dados, o controle deve ser colocado em nível alto e os registradores 
devem receber um pulso de clock, desta forma o circuito atua como um registrador de 
deslocamento SISO, com o terminal D1 atuando como entrada de dados. Entretanto, caso uma 
palavra de dados tenham sido escritos de forma paralela e em seguida deslocados, a saída de 
dados, Q, conterá os bits desta palavra, lidos em ordem. 
 17 
 
Figura 13-registrador de deslocamento PISO de 4 bits 
 
 
ENTRADA PARALELA, SAÍDA PARALELA 
 
Este tipo de registrador de deslocamento recebe os dados das entradas paralelas (D0-
D3) e o desloca para as saídas correspondentes (Q0-Q3) quando os registradores recebem um 
pulso de clock. Ele pode ser utilizado como uma espécie de "histórico", retendo as informações 
antigas como entrada em outra parte do sistema, até estar pronto para receber novas 
informações, quando então os registradores recebem um pulso de clock, e os novos dados são 
inseridos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 18 
CAPÍTULO IV 
 
CONTADORES SÍNCRONOS E ASSINCRONOS 
 
 
Em Eletrônica Digital devemos separar os circuitos lógicos sem sincronismo daqueles 
que possuam algum tipo de sincronismo externo, ou seja, que usam um sinal de CLOCK. 
Existem aplicações em que tudo o que importa para o circuito é fazer uma operação com 
determinados níveis lógicos aplicados à sua entrada, quando eles estão presentes, não 
importando quando isso ocorra. Tais circuitos não precisam de sincronismo algum e são mais 
simples de serem utilizados. 
 
No entanto, com circuitos muito complexos, como os utilizados em computadores e em muitos 
outros casos, o instante em que uma operação deve ser realizada é muito importante e isso 
implica em que os circuitos devam ser habilitados no instante em que os níveis lógicos são 
aplicados em sua entrada. 
 
Isso significa que tais circuitos devem ser sincronizados por algum tipo de sinal vindo de um 
circuito externo. 
E este circuito nada mais é do que um oscilador que produz um sinal de clock ou relógio. Os 
circuitos que operam com estes sinais são denominados circuitos 
com lógica sincronizada. Para os contadores temos então diversas classificações que levam em 
conta estes e outros fatores, por exemplo: 
 
a) Classificação quanto ao sincronismo: 
 
Os contadores podem ser ASSÍNCRONOS, quando existe o sinal de clock aplicado apenas ao 
primeiro estágio. Os estágios seguintes utilizam como sinal de sincronismo a saída de cada 
estágio anterior. Estes contadores também são denominados Ripple Counters. 
Os contadores também podem ser SÍNCRONOS, quando existe um sinal de clock único 
externo aplicado a todos os estágios ao mesmo tempo. 
 
b) Classificação quanto ao modo de contagem: 
 
Os contadores podem ser PROGRESSIVOS ou CRESCENTES, quando contam numa 
 19 
sequência de números crescentes, ou seja, dos valores mais baixos para os mais altos, como 
(1,2,3,4...). São também chamados pelo termo inglês de UP COUNTERS. 
Os contadores podem ser REGRESSIVOS ou DECRESCENTES, quando a contagem é feita 
dos valores mais altos para os mais baixos como (4,3,2,1...).O termo inglês é DOWN 
COUNTERS. Se bem que possamos fazer contadores usando funções lógicas comuns e mesmo 
flip-flops discretos, podemos contar na prática com circuitos integradosem lógica TTL ou 
CMOS que já possuam contadores completos implementados. 
 
CONTADOR ASSÍNCRONO 
 
Conforme explicamos, neste tipo de contador, o sinal de clock é aplicado apenas ao primeiro 
estágio, ficando os demais sincronizados pelos estágios anteriores. 
Na figura 1 temos a estrutura básica de um contador deste tipo usando flip-flops do tipo J-K. 
 
 
Figura 14-Estrutura básica 
 
Usamos três estágios ou três flipflops ligados de tal forma que a saída Q do primeiro serve de 
clock para o segundo, e a saída Q do segundo serve de clock para o terceiro. 
Sabemos que os flip-flops ligados da forma indicada funcionam como divisores de frequência. 
Assim, o sinal de clock aplicado ao primeiro tem sua frequência dividida por 2. 
A frequência estará dividida por 4 na saída do segundo e por 8 na saída do terceiro. Tudo isso 
pode ser visualizado pelo diagrama de tempos mostrado na figura 2. 
 20 
 
Figura 15-Frequencia 
 
 
Mas, se elaborarmos uma tabela verdade com os níveis lógicos obtidos na saída de cada um dos 
flip-flops, a cada pulso do clock aplicado, a partir do instante em que todas as saídas sejam 
zero, teremos algo interessante a considerar: 
Entrada QC QB QA 
0 0 0 0 
1 0 0 1 
2 0 1 0 
3 0 1 1 
4 1 0 0 
5 1 0 1 
6 1 1 0 
7 1 1 1 
 
Veja que a sequência de valores obtidos 000, 001, 010, 011, 100, 101, 110 e 111 corresponde 
justamente à contagem em binário dos pulsos de 0 a 7! Em outras palavras, este circuito conta 
os pulsos de entrada e fornece saídas que são a representação binária desta contagem. 
Veja também que ele faz a contagem crescente, ou seja, de 0 até 7. Se, em lugar de três flip-
flops, usarmos quatro, no circuito mostrado na figura 3, teremos a contagem de 0000 a 1111, ou 
seja, uma contagem crescente de 0 a 15 pulsos. 
 21 
 
Figura 16-Contador Assíncrono 
 
 
Oito desses flip-flops ligados em série podem contar até 256 pulsos e com isso fornecer uma 
saída de 8 bits ou 1 byte. 
 
O circuito apresentado comuta na transição negativa do sinal de clock. Vamos supor agora que 
em lugar de usarmos como saídas de contagem as saídas Q de cada flip-flop, usássemos as 
saídas complementares /Q, conforme a figura 4. 
 
 
Figura 17-representação 
 
 
É fácil perceber que, partindo da situação em que todos os flip-flops estejam ressetados, a 
tabela verdade obtida terá nas saídas os complementos da tabela anterior. Esta tabela será: 
Entrada QA QB QC Valor Binário 
0 1 1 1 7 
1 1 1 0 6 
2 1 0 1 5 
3 1 0 0 4 
 22 
4 0 1 1 3 
5 0 1 0 2 
6 0 0 1 1 
7 0 0 0 0 
 
Portanto, este contador fornece em sua saída valores binários que correspondem à contagem 
decrescente dos pulsos de entrada, partindo de 7. Trata-se de um contador decrescente ou 
DOWN COUNTER. 
 
Como no caso anterior, se tivermos mais flip-flops, podemos contar a partir de valores mais 
altos. Com 4 flip-flops podemos partir a contagem de 15 e com 8 flip-flops, de 255. Veja que a 
quantidade máxima que podemos contar com um contador deste tipo depende da quantidade de 
flip flops usados. Um problema que ocorre com este tipo de flip-flop é que cada um precisa de 
um certo tempo para mudar de estado. Isso significa que à medida que usamos mais flip-flops 
em 
sequência num contador, os tempos de mudança de estado são somados e o conjunto precisa 
cada vez de mais tempo para chegar ao estado final desejado. 
Se aplicarmos um novo pulso de clock para contagem à entrada do circuito, antes de ocorrera 
mudança de estado do conjunto, pode ocorrer um funcionamento errático. Assim, a frequência 
máxima de operação de um contador é dada pelo tempo necessário para cada estágio mudar de 
estado multiplicado pelo número de estágios usados no contador. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 23 
CAPÍTULO V 
 
CONVERSORES AD E DA 
 
As características mais importantes dos conversores AD e DA são o tempo de conversão, a taxa 
de conversão, que indicam quantas vezes o sinal analógico ou digital é quantificado ou 
reconstruido por segundo, e a resolução N. O tempo total necessário desde a obtenção do sinal 
analógico (ou digital) até a sua conversão final é chamado de tempo de conversão. 
Para a maioria dos conversores que não tenham nenhum atraso adicional, o tempo de conversão 
é essencialmente idêntico ao inverso da taxa de conversão. Entretanto, isto não é válido para os 
conversores tipo “pipelining”, onde novas conversões são iniciadas antes da conversão 
precedente ser concluída. Uma grande quantidade de técnicas tem sido desenvolvida para se 
conseguir alcançar cada vez mais altas resoluções e em conjunto com grandes taxas de 
amostragem, principalmente, na conversão AD. 
Apresentarem, a seguir, algum tipos de técnicas que achamos mais importante do ponto de vista 
de inserção no mercado. O maior desafio para o projetista de circuitos integrado em 
desenvolver novas técnicas em encontra na conversão A/D. Assim, a maior parte das técnicas 
descritas aqui se encaixa nessa categoria de conversão. 
Alguns tipos de conversores A/D 
 De um modo geral os conversores A/D podem ser divididos em alguns tipos técnicas, 
conforme as suas características fundamentais de conversão: 
 Paralelo – flash 
 Aproximações sucessivas 
 Tipo Contador 
 Integrador simples e dupla rampa 
 Redistribuição de carga 
 Sigma-Delta 
Conversor A/D Paralelo ou “flash” 
O conversor A/D paralelo é, também, conhecido como “flash”ou simultâneo. A figura A.19.1 
mostra um exemplo de um conversor A/D paralelo de 3 bits, sendo que a voltagem de entrada 
analógica de entrada é comparada às voltagem fixas de referências para cada nível do códico 
digital, do início a te o fim da escala. Para uma resolução de N bits são necessários (2N – 1) 
comparadores e igual quantidade de níveis de referência. A grande vantagem do conversor A/D 
paralelo é a grande rapidez na conversão, porque o sinal analógico de entrada é comparado 
 24 
diretamente e simultaneamente com cada nível de voltagem de referência em comparadores 
distintos. 
 
 
Figura 18- Conversor A/D tipo Paralelo (“Flash”) 
 
Os conversores tipo paralelo têm como circuito básico de entrada um pré-amplificador e um 
latch, que atuam juntos em uma configuração de circuito comparador. Na saída dos 
 25 
comparadores é necessária a colocação de um circuito de codificação que irá receber os 
sinais dos comparadores e codificar o sinal de saída em código binário (ou “GRAY”). A 
maioria das aplicações dos conversores A/D paralelo são no processamento de sinais de de alta 
freqüência, como sinais de vídeo, por exemplo, que necessitam de taxa de conversão da ordem 
de 5 a 50 MHz. Como pode ser observado na figura A.19.1, são necessários (23 – 1) 7 
comparadores com 7 níveis de referência (steps) de voltagem. Todas as entradas dos 
comparadores são conectadas entre si e recebem a voltagem analógica de entrada 
simultaneamente. Para um determinado valor de Vin, todos os comparadores cuja voltagem de 
referência estiver abaixo deste irão para o nível baixo e os demais comparadores cuja voltagem 
de referência estiver acima irão para o nível alto. 
Nas saídas dos comparadores, teremos o chamado código termômetro. 
A tabela A.19.1 mostra este código para um conversor de 3 bits. Teoricamente a conversão A/D 
pode ser realizada em apenas uma ciclo de clock, embora, na prática utilize-se normalmente 2 
ciclos de clock, um para amostrar o sinal, comparar e reter o sinal e outro para completar a 
operação de codificação. Este tempo é chamado de latência. 
 
 
Figura 19- CÓDIGO PARA UM CONVERSOR DE 3 BITS 
A grande dificuldade ou desvantagem dos conversores A/D paralelo é o aumento do número de 
comparadores de latch e complexidade do codificador à medida que se aumenta a resolução, 
isso ocasiona um enorme aumento na área de silício e consumo de potência, devido ao grande 
número de componentes. Em um conversor de 10 bits (1023 comparadores e latchs) o consumo 
pode chegar a 3W, e uma capacitância de entrada da ordem de 300 pF. 
O conversor A/D paralelo é o mais rápidos dentre todos os tipos de conversores e normalmente 
é construído utilizando-se a versão mais rápida de uma determinada tecnologia. Existem 
algumas variações dessa técnica que procuram minimizar estes problemas com o mínimo de 
perdas no desempenho. 
 
 
 
 
 26 
CAPÍTULO VI 
 
CIRCUITO MULTIPLEXADOR E DEMULTIPLEXADOR 
 
O mux e o demux são muito utilizados na transmissão e recepção de informações 
digitais (ou dados). Esta importância se verifica pelo fato de se dispor, muitas vezes, de um 
único canal de comunicação para a transmissão de informações de fontes diferentes, que pode 
ser realizada pelo mux, e recepção de várias informações em intervalos de tempo diferentes por 
um único canal de comunicação, que podem ser separadas por um demux para serem enviadas 
à sistemas digitais diferentes. 
Nota-se que o dado presente na entrada E0 do multiplexador deve ser transmitido, num 
determinado momento, pelo canal de comunicação para ser recebido pelo sistema conectado à 
saída S0, o mesmo ocorrendo com E1 em relação a S1 e assim sucessivamente. O mesmo 
ocorre quando se tem uma informação de vários bits para ser transmitida por um único canal de 
comunicação, ou seja, ela deve ser serializada pelo mux e recuperada pelo demux na forma 
original, isto é, paralela. 
Em ambos os casos as variáveis de seleção do mux e do demux devem estar 
sincronizadas para que uma informação chegue ao destino certo ou para que a recuperação de 
uma informação transmitida serialmente seja correta. Fica claro também, que o tempo de 
transmissão, que determina a sincronia, é importante quando se trata de transmissão e recepção 
de informações multiplexadas. 
 
 Associação de Demultiplexadores 
Como nos multiplexadores, vários circuitos demultiplexadores podem ser associados 
também para ampliar o número de canais de saída para uma única entrada ou ampliar o número 
de entradas para se obter mais de um canal de saída ativos simultaneamente. 
 
Associação paralela de demultiplexadores: 
 
Esta associação é utilizada para a ampliação do número de canais de saída, quando se 
necessita demultiplexar informações digitais de vários bits simultaneamente. 
Exemplo: Deseja-se demultiplexar três informações diferentes (I1, I2 e I3) cada uma 
composta de 4 bits (S11,S12,S13; S21, S22, S23, ... ). 
 27 
 
Figura 20- Demultiplex 
Associação série de demultiplexadores: 
 
Utilizada para a ampliação da capacidade de canais de saída, bastando ligar os Demux 
de saída em um Demux de entrada. 
Exemplo: Deseja-se obter um Demux de 16 canais utilizando circuitos Demux de 4 
canais. 
 
 
 
 28 
 
Onde: A e B são as variáveis de seleção. 
 
Expressão lógica da saída: 
 S0= A'.B'.E 
 S1 = A'.B.E 
 S2 = A.B'.E 
 S3 = A.B.E 
 
Circuitos do demux de quatro canais: 
 
 
 
O demultiplexador ou demux é um circuito combinacional dedicado possuindo uma 
entrada e duas ou mais saídas. Sua finalidade é selecionar,através de variáveis de seleção, qual 
de suas saídas deve receber a informação presente em sua única entrada, executando a operação 
inversa realizada pelo mux. 
 
Genericamente um demux pode ser representado pelo modelo abaixo: 
 29 
 
Da mesma forma que o mux, no demux o número de entradas está relacionado com o 
número de variáveis de seleção, ou seja: 
 n = 2m 
 
Onde: 
n - número de canais de saída; 
m - número de variáveis de seleção. 
 
Então em um demux com duas variáveis de seleção (m=2) podem ser obtidas quatro 
combinações diferentes possibilitando a seleção de quatro canais de saída. Em um demux com 
três variáveis de seleção (m=3) podem ser obtidas oito combinações diferentes, possibilitando a 
seleção de oito canais de saída. Dentre as várias aplicações do demux podemos citar: 
• seleção de circuitos que devem receber uma determinada informação digital; 
• conversão de informação serial em paralela; 
• recepção e demultiplexação de informações de forma compatível com o sistema de 
demultiplexação. 
 
 
 
 
 
 
 
 30 
 
 
CAPÍTULO VII 
 
MEMÓRIAS 
 
São dispositivos que armazenam informações codificadas digitalmente que podem 
representar números, letras, caracteres quaisquer, comandos de operações, endereços ou ainda 
qualquer outro tipo de dado. 
As memórias encontram seu grande emprego no campo da informática, sendo 
utilizadas principalmente em computadores e periféricos. São também utilizadas 
principalmente em computadores e periféricos, tais como: projetos específicos e kits. 
Elas acessam informações em lugares denominados localidades de memórias. Cada 
uma das localidades de uma memória possui um conjunto de bits no que nos permite o seu 
acesso. A esse conjunto de bits damos o nome de endereço. Esse conceito é fácil compreensão, 
pois como o próprio nome diz, o conjunto de bits representa o endereço da localidade onde está 
armazenada uma informação. 
Armazena dados para endereçamentos, programação e para constituir o conjunto de 
programas internos para funcionalidade do próprio sistema. 
Outro tipo de aplicação consiste em utilizá-las para executarem quaisquer funções de 
circuitos combinacionais, e ainda, com o auxílio de contadores comuns e conversores, gerarem 
formas de onda de diversas maneiras de modo mais simples. 
 
7.1 CLASSIFICAÇÃO DAS MEMÓRIAS 
Podemos classificar as memórias segundo várias características, sendo as principais: 
1. Acesso ou “tempo de acesso”: A informação é acessada através de endereços, 
que são um conjunto de bits associados às posições de memória. O tempo de acesso de uma 
memória é o tempo necessário desde a entrada de um endereço até o momento em que a 
informação apareça na saída. No caso de memórias de leitura/escrita, também é o tempo para a 
informação ser gravada. É possível ter acesso a uma dada posição de memória de duas 
maneiras diferentes: 
 Acesso seqüencial – É preciso percorrer todas as posições anteriores até chegar 
à posição desejada. Assim, o tempo de acesso depende da posição. 
 31 
 Acesso aleatório – É possível que se chegue ao endereço diretamente. O 
tempo de acesso independe então da posição. 
2. Volatilidade: As memórias voláteis são aquelas que, perdem as informações 
armazenadas ao se desligar a alimentação. Um exemplo típico são as RAM. As memórias não 
voláteis são aquelas que mesmo sem alimentação, continuam com as informações armazenadas. 
Exemplos são as memórias magnéticas e as memórias ROM, PROM e EPROM. 
3. Troca de dados: No que se refere à troca de dados com outros componentes do 
sistema, as memórias podem ser de escrita/leitura (ex: RAM) ou memórias de apenas leitura 
(ex: ROM). 
4. Tipo de armazenamento: Quanto ao tipo de armazenamento as memórias 
classificam-se em: 
 Estáticas – São aquelas em que, uma vez inserido, o dado lá permanece. 
 Dinâmicas – Necessita que a informação seja reinserida periodicamente, caso 
contrário esta informação é perdida. 
 
7.2 ESTRUTURA GERAL E ORGANIZAÇÃO DE UMA MEMÓRIA 
 
Para acessar as localidades, o bloco possui uma série de terminais de entrada de 
endereços que são ligados a um conjunto de fios denominado barra de endereços (address bus). 
Para a entrada e saída dos dados, o bloco possui uma série de terminais ligados à barra de dados 
(data bus). Além disto, o bloco possui terminais de controle ligados à barra de controle (control 
bus). 
 Barra de endereços: Responsável pelo endereçamento de um sistema típico com 
microprocessador. 
 Barra de dados: Entrada e saída de 
dados. 
 Barra de controle: Terminais de 
controle. 
 
 
 
Figura 21-Memória eletrônica 
 32 
A figura a cima esquematiza uma memória eletrônica típica com os barramentos 
indicados. 
A simbologia da figura mostra que a barra de dados é bidirecional, isto indica que a 
memória em questão é do tipo leitura/escrita. 
De forma geral, as memórias em termos da quantidade de dados armazenados, são 
especificadas pela notação Nxm, onde o N letra indica o número de localidades de memória e o 
m indica o número de bits de informação por localidade. Por exemplo: 
 256x8 
 1Kx16 
 128Mx32 
 
A designação K (kilo) significa um fator 2
10
 = 1024, e a M (mega) significa um fator 
de 2
20
 = 1048576. Por exemplo, a memória 128Mx32 possui 128x1048576=134217728 
localidades com 32 bits em cada uma, necessitando de 27 terminais para endereçamento. 
Exemplo: 
 64 K x 8: 64 x 1024 = 65.536 localidades, com 8 bits(1 byte) em cada uma, 
necessitando de 16 terminais para endereçamento. 
 2 M x 16: 2x 1.048.576 = 2.097.152 localidades, com 16 bits, necessitando 21 
terminais para endereçamento. 
A palavra de endereço definido como o conjunto de níveis lógicos necessários para o 
endereçamento de uma determinada localidade de memória para o acesso ao dado. Para 
facilitar a escrita da palavra de endereço, bem como a sua utilização em programação, é 
comum transcrever-se este conjunto de bits para o hexadecimal, principalmente no caso de 
memórias de alta capacidade (agrupando-se os bits em grupos de 4). 
 
7.3 MEMÓRIA ROM E ARQUITETURA 
 
Características principais: 
 Permitir somente a leitura dos dados; 
 Memória apenas de leitura; 
 Acesso aleatório; 
 33 
 Não-voláteis (não perdem seus dados armazenados com o desligamento da 
alimentação); 
 Armazenamento de programas de sistemas operacionais em computadores e outros 
sistemas digitais; 
 Podem ser utilizadas em circuitos de geração de caracteres e para construção de um 
circuito combinacional qualquer; 
 Podem ser consideradas como circuitos combinacionais, pois apresentam as saídas 
de dados em função das combinações entre as variáveis de entrada 
(endereçamento). 
 
 
 
 
 
 
A figura acima é um bloco representativo de uma memória ROM, com terminais e 
barramentos conhecidos e mais um terminal de controle, para habilitação de pastilha ou chip. 
O terminal de controle para habilitação ou seleção de pastilha, CS é, na realidade, uma 
entrada de nível lógico para ativar ou não as saídas da ROM. 
Se aplicarmos a esta entrada um nível lógico 0, as saídas serão habilitadas, ou seja, 
serão internamente comutadas para fornecer os dados, conforme funcionamento normal de 
endereçamento. 
Porém, se aplicarmos um nível 1, estas serão desabilitadas, assumindo estados de alta 
impedância, liberando a barra de dados para utilização por outros dispositivos presentes no 
sistema controlado normalmente por microprocessadores. 
O traço sobre o CS, indica que a habilitação da pastilha é feita com nível 0, sendo esta 
umaforma de nomenclatura muito utilizada na prática. 
A escolha da ativação por nível 0 deve-se, também, ao fato desta proporcionar maior 
imunidade ao ruído, pois, em situação contrária, haveria maior susceptibilidade para o 
acionamento dos blocos dentro do sistema, frente a este fatos transiente indesejado. 
Figura 22-Bloco representativo de uma memória ROM 
 34 
7.3.1 ARQUITETURA DAS MEMÓRIAS ROM 
Abaixo vemos em blocos, a arquitetura básica de uma ROM genérica, com os 
respectivos terminais e barramentos de entrada e saída. 
 
Figura 23-Arquitetura 
 O primeiro bloco consiste num decodificador de endereços (gerador de produtos 
canônicos), responsável por ativar (fornecer nível 1) um fio de saída por vez, em função do 
endereçamento. 
 O segundo bloco é constituído por uma matriz de dados, que é um arranjo de 
linha e colunas que, através de um elo de ligação, possibilita a gravação de dados pelo 
fabricante e conseqüentemente leitura pelo usuário. 
 Para a saída dos dados, a memória possui um conjunto de chaves, que conforme 
habilitação do terminal CS, possibilita a conexão das saídas (nível 0), ou as deixa em alta 
impedância (nível 1), desconectando-as da barra de dados do sistema. 
 
Abaixo, segue o circuito da memória ROM. A matriz de dados é construída por um conjunto de 
diodos (formando uma série de portas OU). A presença do diodo dá origem ao nível “1” na 
localidade, e a sua ausência, ao nível “0”. 
 
Figura 24-Circuito da Memória ROM 
 35 
7.4 MEMÓRIAS PROM 
 
Características principais: 
 Permitem o armazenamento dos dados pelo próprio usuário, porém feito de 
modo definitivo; 
 Após a programação a PROM torna-se uma ROM; 
 O princípio básico de programação ou armazenamento de dados em uma PROM, 
é o de destruir, através de nível de tensão conveniente especificado pelo fabricante, as pequenas 
ligações semicondutoras existentes internamente nas localidades onde se quer armazenar a 
palavra de dados, conforme endereçamento feito; 
 Após a instalação o processo é irreversível, não sendo possível nenhuma 
alteração; 
 Não-volátil; 
 Acesso aleatório e de apenas leitura. 
 
 
Figura 25-Memória PROM 
 
 
7.5 MEMÓRIAS EPROM 
Características principais: 
 ROM programável e apagável; 
 Permitem a programação de modo semelhante à das PROMs; 
 Podem ser normalmente apagadas, mediante banho de luz ultravioleta (15 a50 
minutos); 
 Também conhecidas com UVPROM (Ultraviolet PROM). 
 36 
 
Figura 26-Representação de uma Memória EPROM 
Identificação dos terminais: 
 A0 - A10: barra de endereços; 
 D0 – D7: barra de dados; 
 CE: habilitação da pastilha (função de ativar o bloco através de nível 0, e quando em 
nível 1 o deixa desativado); 
 OE: habilitação da saída (função de habilitar ou desabilitar apenas o barramento de 
saída, agindo semelhante ao CE); 
 PGM: habilitação da programação; 
 Vpp: tensão de programação. 
 
Figura 27-Memória EPROM 
 
 
 
 
 
 
 37 
7.6 MEMÓRIAS EEPROM 
 
Características principais: 
 Avanço tecnológico em relação às EPROMs; 
 As alterações de programação são efetuadas pelo próprio sistema no qual a 
memória esteja inserida; 
 
Figura 28-Representação de uma Memória EEPROM 
 
A escrita de uma palavra de dados, alterando a programação, é obtida através do 
endereçamento e respectiva aplicação de palavra nos terminais da barra de dados, isto com o 
terminal OE em nível 1, e o de habilitação da escrita W, em nível 0, dentro de um ciclo de 
tempo mínimo, especificado em manual pelo fabricante do CI. 
 
 
 
Figura 29-Memória EEPROM 
 
 
 
 
 
 
 38 
7.7 MEMÓRIA RAM 
Características principais: 
• As memórias RAM, permitem a leitura e escrita dos dados; 
• Possuem acesso aleatório ou randômico. Vem daí o nome (Random Access 
Memory); 
• São voláteis, pois perdem seus dados armazenados com o desligamento da 
alimentação; 
• Possuem um tempo de acesso muito reduzido; 
• Quanto ao armazenamento, são estáticas (SRAM) ou dinâmicas (DRAM); 
• As SRAM’s estáticas possuem como célula básica de memória o flip-flop; 
• As DRAM’s possuem circuitos mais simples, porém necessitam de reinserção de 
dados periódica (refresh), sua célula básica armazena cada dado por efeito capacitivo de cada 
microelemento semicondutor interno, por isto tem a vantagem de alta capacidade de 
armazenamento por circuito integrado. 
 
Figura 30-Memória RAM 
Neste esquema vemos um bloco de memória SRAM, com terminais e barramentos de 
endereçamento e de dados e mais um terminal de controle R/W de dupla função, para 
possibilitar a leitura ( R / W ) 1 , ou escrita ( R / W ) 0 dos dados nas localidades 
endereçadas. 
 
Figura 31-Representação 
Para escrever um dado, selecionamos a célula, o que é feito por um circuito de 
endereçamento que faz SEL = 1 e passamos o sinal de controle para escrita, ( R / W ) 0 . Depois 
 39 
aplicamos o dado no terminal D, que está então configurado como entrada. A figura abaixo 
mostra a célula de memória nesta situação. 
 
Figura 32-célula 
Vemos que a porta NE superior terá nível 0 na saída, e com isto, as chaves controladas 
nas entradas do flip-flop estarão fechadas configurando assim um flip-flop tipo D. Caso 
desejemos fazer a leitura, selecionamos igualmente a célula fazendo SEL=1, e desta vez 
( R / W ) 1 , assim o dado armazenado é obtido em D, vejamos no desenho abaixo a célula 
nesta situação. 
 
Figura 33-célula no estado em D 
Vemos que a porta NE superior tem nível 1 na saída, isto faz com que as chaves de 
entrada do flip-flop estejam abertas. As portas NE que constituem o flip-flop estão agora 
desconectadas (estado de alta impedância) e devido a sua característica construtiva, 
reconhecem esta situação como um nível 1, o que faz com que o flip-flop mantenha o estado 
anterior (Qf = Qa). Enquanto isto, a porta NE inferior tem nível 0 na saída, o que faz com que a 
porta de saída esteja fechada, e com isto o bit armazenado no flip-flop estará no terminal D. 
Por fim cabe observar que nos circuitos integrados as células de memória são 
construídas com diversas tecnologias e circuitos, e este nosso exemplo foi aqui apresentado 
devido ao seu caráter didático. No que se segue, vamos representar esta célula genérica como 
um elemento na composição de blocos de memória. 
 40 
 
Figura 34-Funcionamento do Bloco 
SEL R/W D 
0 X Tri-State 
1 0 Escrita 
1 1 Leitura 
 
 
7.7.1 ARQUITETURA DAS MEMÓRIAS RAM 
Vamos, por exemplo, pensar numa RAM estática 4x4 como a mostrada na figura: 
 
Figura 35-RAM 4X4 
Já vimos que um bloco de memórias assim especificado contém 4 posições cada uma 
com quatro bits. Podemos notar que o bloco é composto de um decodificador de endereços com 
dois terminais (A1 e A0) que ativará a entrada SEL da linha de células interligadas 
horizontalmente selecionada. Os terminais de dados (D) estão interligados, mas por 
posicionamento do bit na palavra de dados, isto porque no endereçamento de cada conjunto 
através de SEL, os outros não endereçados estão na situação de alta impedância (tri-state) e, 
portanto desconectados do fio comum. Vemos também as entradas R / W interligadas de modo a 
se controlar simultaneamente a leitura ou escrita para todas as posições. 
 41 
Vamos, por exemplo, armazenar o dado 516 (01012), na posição 116 endereçada 
por 01. Se a pastilha não estiver selecionada, CS  1 , o nível 0 na saída das portas E após o 
inversor, faz com que SEL=0 em todas as células fazendo com que elas fiquem em alta 
impedância. Se a pastilha foi selecionada, CS  0 , e o endereçamento é(A1=0 e A0=1), a 
segunda linha do seletor de endereços estará em 1 fazendo SEL=1 para a segunda linha de 
células. Com o controle R / W em 0 (escrita) aplicamos os dados nos terminais, agora 
configurados como entradas (D3=0, D2=1, D1=0 eD0=1) sendo estes então armazenados pelas 
células. 
Com a passagem de R / W para 1, para leitura, os dados irão permanecer armazenados, 
mesmo se a célula for de-selecionada com CS  1 . Vale ainda lembrar mais uma vez que a 
informação será perdida caso se desligue a alimentação da pastilha. Este mesmo processo de 
escrita pode ser estendido para outras localidades, para isto, basta endereçar, passar R / W para 
0 e aplicar os dados às entradas D. 
Para a leitura de uma informação devemos selecionar a pastilha CS  0 e com R / W
igual a 1, endereçar a posição, obtendo desta forma a informação nos terminais D., que agora 
estão configuradas como saídas. O bloco que acabamos de descrever é mostrado na figura. 
 
Figura 36-Representação 
 
 
7.7.2 EXPANSÃO DA CAPACIDADE DA MEMÓRIA RAM 
Vamos estudar agora como podemos expandir a capacidade de uma memória RAM, 
que é algo que ocorre freqüentemente na prática, ressaltamos que o processo vale também para 
outras memórias. A expansão pode ser obtida pela palavra de dados, pelo aumento de posições, 
ou ainda por ambos, conforme a situação. Vamos começar ilustrando o aumento pela expansão 
da palavra de dados. Vamos formar uma RAM 256x8 à partir de dois blocos de 256x4. A 
expansão é mostrada na figura abaixo. 
 42 
 
Figura 37-Expansão 
Notamos que os terminais de endereçamento (A7 a A0), de seleção de pastilha CS e 
de controle de leitura/escrita R / W são interligados, já estas operações são comuns aos dois 
blocos na nova memória. A barra de dados, agora é composta pela associação da barra de cada 
memória (4 bits) resultando em uma palavra de dados maior (8 bits), aumentando assim a 
capacidade de memória. Nesta nova memória, o endereço da posição inicial é 0016 
(000000002), e o final FF16 (111111112). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 43 
 CAPÍTULO VIII 
 
FAMÍLIA DE CIRCUITOS LÓGICOS (TTL) 
 
Atualmente os circuitos eletrônicos modernos, entretanto, não usam chaves e 
lâmpadas, mas sim, dispositivos muito rápidos que podem estabelecer os níveis lógicos nas 
entradas das funções com velocidades incríveis e isso lhes permite realizar milhões de 
operações muito complexas a cada segundo. Ao abordarmos sobre a Família de circuitos 
Lógicos TTL veremos que tipo de circuitos são usados e como são encontrados na prática em 
blocos básicos que unidos podem levar a elaboração de circuitos muito complicados como os 
encontrados nos computadores. 
Iremos começar a tomar contato com componentes práticos das famílias usadas na 
montagem dos equipamentos digitais. São estes os componentes básicos que podem ser 
encontrados em circuitos digitais, computadores e muitos outros. 
 
8.1 TRANSISTOR COMO CHAVE ELETRÔNICA 
 
Um transistor pode funcionar como um interruptor deixando passar ou não uma 
corrente, conforme a aplicação de uma tensão em sua entrada. 
Assim, na simulação dos circuitos que estudamos e em que usamos chaves, é possível utilizar 
transistores com uma série de vantagens. . 
No caso das chaves, o operador era responsável pela entrada do sinal, pois, atuando com suas 
mãos sobre a chave, deveria estabelecer o nível lógico de entrada, mantendo esta chave aberta 
ou fechada conforme desejasse 0 ou 1. Se usarmos um transistor teremos uma vantagem 
importante: o transistor poderá operar com a tensão ou nível lógico produzido por uma outra 
função e não necessariamente por uma pessoa que acione uma chave. 
Assim, as funções lógicas implementadas com transistores têm a vantagem de poderem ser 
interligadas umas nas outras, pois o sinal que aparece na saída de cada uma pode ser usado 
como entrada para outra, conforme a figura 1. 
 
Figura 38-Um inversor (função NÃO ou NOT usando o transistor 
 44 
Na figura 21 damos um exemplo interessante de como podemos obter um inversor 
usando um transistor. 
Aplicando o nível 1 na base do transistor ele conduz até o ponto de saturar, o que faz, 
com que a tensão no seu coletor caia a 0. Por outro lado, na ausência de tensão na sua base, que 
corresponde ao nível 0 de entrada, o transistor se mantém cortado e a tensão no seu coletor se 
mantém alta, o que corresponde ao nível 1. 
Conforme observamos na figura 2, outras funções podem ser conseguidas com 
transistores. 
 
 
Figura 39-Outras funções com transistores 
 
Isso significa que a elaboração de um circuito lógico digital capaz de realizar 
operações complexas usando transistores é algo que pode ser conseguido com relativa 
facilidade. 
 
 
8.2 MELHORANDO O DESEMPENHO 
 
No entanto, usar transistores em circuitos que correspondam a cada função de uma 
maneira não padronizada pode trazer algumas dificuldades. 
Dessa forma, se bem que nos primeiros tempos da Eletrônica Digital cada função era 
montada com seus transistores, diodos e resistores na sua plaquinha para depois serem todas 
interligadas, este procedimento se revelou inconveniente por diversos motivos. 
O primeiro deles é a complexidade que o circuito adquiria se realizasse muitas 
funções. 
O segundo é a necessidade de padronizar o modo de funcionamento de cada circuito 
ou função. Seria muito importante estabelecer que todos os circuitos operassem com a mesma 
tensão de alimentação e fornecessem sinais que os demais pudessem reconhecer e 
reconhecessem os sinais gerados pelos outros. 
 45 
O desenvolvimento da tecnologia dos circuitos integrados, possibilitando a 
colocação num único invólucro de diversos componentes já interligados, veio permitir um 
desenvolvimento muito rápido da Eletrônica Digital. 
Foi criada então uma série de circuitos integrados que continham numa única pastilha 
as funções lógicas digitais mais usadas e de tal maneira projetadas que todas eram compatíveis 
entre si, ou seja, operavam com as mesmas tensões e reconheciam os mesmos sinais. 
Estas séries de circuitos integrados formaram então as Famílias Lógicas, a partir das quais os 
projetistas tiveram facilidade em encontrar todos os blocos para montar seus equipamentos 
digitais. 
Assim, conforme a figura 3, precisando montar um circuito que usasse uma porta 
AND duas NOR e inversores, o projetista teria disponíveis componentes compatíveis entre si 
contendo estas funções e de tal forma que poderiam ser interligadas das maneiras desejadas. 
 
Figura 40-Blocos compatíveis contendo informações lógicas ( circuitos integrados). 
 
O sucesso do advento dessas famílias foi enorme, pois além do menor tamanho dos 
circuitos e menor consumo de energia, havia ainda a vantagem do menor custo e obtenção de 
maior velocidade de operação e confiabilidade. 
Diversas famílias foram criadas desde o advento dos circuitos integrados, 
recebendo uma denominação conforme a tecnologia empregada. 
As principais famílias lógicas desenvolvidas foram: 
 RTL ou Resistor Transistor Logic; 
 RCTL ou Resistor Capacitor Transistor Logic; 
 DTL ou Diode Transistor Logic; 
 TTL ou Transistor Transistor Logic; 
 CMOS ou Complementary Metal Oxid Semiconductor; 
 ECL ou Emitter Coupled Logic 
 
Atualmente a Família TTL e a CMOS são as mais usadas, sendo empregadas em uma 
grande quantidade de equipamentos digitais e também nos computadores e periféricos. 
 46 
8.3 FAMÍLIA TTLA família TTL foi originalmente desenvolvida pela Texas Instruments, mas hoje, 
muitos fabricantes de semicondutores produzem seus componentes. 
Esta família é principalmente reconhecida pelo fato de ter duas séries que começam pelos 
números 54 para os componentes de uso militar e 74 para os componentes de uso comercial. 
Assim, podemos rapidamente associar qualquer componente que comece pelo número 
“74” à família TTL. 
Na figura 4 mostramos uma porta típica TTL. Trata-se de uma porta NAND de duas 
entradas que logo chama a atenção pelo fato de usar um transistor de dois emissores. 
 
 
Figura 41-Uma porta NAND TTL 
A característica mais importante desta família está no fato de que ela é alimentada por 
uma tensão de 5 V. 
Assim, para os componentes desta família, o nível lógico 0 é sempre a ausência de 
tensão ou 0 V, enquanto que o nível lógico 1 é sempre uma tensão de +5 V. 
Para os níveis lógicos serem reconhecidos devem estar dentro de faixas bem definidas. 
Conforme verificamos na figura 5, uma porta TTL reconhecerá como nível 0 as 
tensões que estiverem entre 0 e 0,8 V e como 1 os que estiverem numa outra faixa entre 2,4 e 5 
V. 
 
Figura 42-Faixas de Tensão reconhecidas com 1 e 0 (nível ato e baixo). 
 
 Entre essas duas faixas existem uma região indefinida que deve ser evitada. 
 47 
Há centenas de circuitos integrados TTL disponíveis no mercado para a realização 
de projetos. A maioria deles está em invólucros DIL de 14 e 16 pinos, conforme exemplos da 
figura 6. 
 
Figura 43-As funções mais simples TTL são encontradas nestes invólucros. 
As funções mais simples das portas disponíveis numa certa quantidade em cada 
integrado usam circuitos integrados de poucos pinos. 
No entanto, à medida que novas tecnologias foram sendo desenvolvidas permitindo a 
integração de uma grande quantidade de componentes, surgiu a possibilidade de colocar num 
integrado não apenas umas poucas portas e funções adicionais que serão estudadas futuramente 
como flip-flops, decodificadores e outros mas, também interligá-los de diversas for-mas e 
utilizá-los em aplicações específicas. 
Diversas etapas no aumento da integração foram obtidas e receberam nomes que hoje 
são comuns quando falamos de equipamentos digitais e computadores em geral. Temos as 
seguintes classificações para os graus de integração dos circuitos digitais: 
 SSI - Small Scale Integration ou Integração em Pequena Escala que corresponde a série 
normal dos primeiros TTL que contém de 1 a 12 portas lógicas num mesmo componente ou 
circuito integrado. 
 MSI - Medium Scale Integration ou Integração de Média Escala em que temos num 
único circuito integra-do de 13 a 99 portas ou funções lógicas. 
 LSI - Large Scale Integration ou Integração em Grande Escala que corresponde 
a circuitos integrados contendo de 100 a 999 portas ou funções lógicas. 
 VLSI -Very Large Scale Integration ou Integração em Escala Muito Grande que 
corresponde aos circuitos integrados com mais de 1000 portas ou funções lógicas. 
 
8.3.1 OUTRAS CARACTERÍSTICAS DA FAMÍLIA TTL 
 
Para usar corretamente os circuitos integrados TTL e mesmo saber como testá-los, 
quando apresentam algum problema de funcionamento, é importante conhecer algumas de suas 
características adicionais. 
 48 
Analisemos as principais características lembrando os níveis lógicos de entrada e 
saída admitidos: 
 
 Correntes de entrada 
 
Quando uma entrada de uma função lógica TTL está no nível 0, flui uma corrente da base para 
o emissor do transistor multiemissor da ordem de 1,6 mA, figura 7. 
 
 
Figura 44-Corrente de entrada no nível baixo. 
Esta corrente deve ser levada em conta em qualquer projeto, pois, ela deve ser suprida 
pelo circuito que excitará a porta. 
Quando a entrada de uma porta lógica TTL está no nível alto, figura 8 flui uma 
corrente no sentido oposto da ordem de 40 µA. 
 
Figura 45-Corrente de entrada no nível alto (1). 
Esta corrente vai circular quando a tensão de entrada estiver com um valor superior a 
2,0 V. 
 
 Correntes de saída 
Quando a saída de um circuito TTL vai ao nível 0 (ou baixo), flui uma corrente da 
ordem de 16 mA, conforme observamos no circuito equivalente da figura 9. 
 49 
 
Figura 46-Corrente de saída no nível baixo(0) 
 
Isso significa que uma saída TTL no nível 0 ou baixo pode drenar de uma carga uma 
corrente máxima de 16 mA, ou seja, pode “absorver” uma corrente máxima desta ordem. 
Por outro lado, quando a saída de uma função TTL está no nível 1 ou alto, ela pode 
fornecer uma corrente máxima de 400 µA, figura 10. 
 
Figura 47-Corrente de saída no nível alto (1). 
Veja então que podemos obter uma capacidade muito maior de excitação de saída de 
uma porta TTL quando ela é levada ao nível 0 do que ao nível 1. 
Isso justifica o fato de que em muitas funções indicadoras, em que ligamos um LED 
na saída, fazemos com que ele seja aceso quando a saída vai ao nível 0 (e portanto, a corrente é 
maior) e não ao nível 1, conforme a figura 11. 
 
Figura 48-Prefere-se a configuração B para acender os LEDs 
 50 
 Fan In e Fan Out 
Estes são termos técnicos que especificam características de extrema importância 
quando usamos circuitos integrados da família TTL. 
A saída de uma porta não precisa estar obrigatoriamente ligada a uma entrada de outra 
porta. A mesma saída pode ser usada para excitar diversas portas. 
Como a entrada de cada porta precisa de uma certa corrente e a saída da porta que irá 
excitar tem uma capacidade limitada de fornecimento ou de drenar a corrente, é preciso 
estabelecer um limite para a quantidade de portas que podem ser excitadas, veja o exemplo da 
figura 32. 
 
Figura 49-Há uma quantidade de entradas que uma saída pode alimentar. 
 
 Assim, levando em conta as correntes nos níveis 1 e 0 das entradas e saídas, 
definimos o FAN OUT como o número máximo de entradas que podemos ligar a uma saída 
TTL. Para os componentes da família TTL normal ou Standard que estamos estudando, o FAN 
OUT é 10. 
Por outro lado, também pode ocorrer que na entrada de uma função lógica TTL 
precisemos ligar mais de uma saída TTL. Considerando novamente que circulam correntes 
nestas ligações e que os circuitos têm capacidades limitadas de condução, precisamos saber até 
que quantidade de ligações pode fazer. 
Desta forma o FAN-IN indica a quantidade máxima de saídas que podemos ligar a 
uma entrada, figura 33. 
 
Figura 50-Também pode ser necessário ligar mais de uma saída a uma entrada. 
 51 
 Velocidade 
Os circuitos eletrônicos possuem uma velocidade limitada de operação que depende de 
diversos fatores. No caso específico dos circuitos TTL, temos de considerar a própria 
configuração das portas que apresentam indutâncias e capacitâncias parasitas que influem na 
sua velocidade de operação. 
Assim, levando em conta a configuração típica de uma porta, conforme observamos no 
circuito da figura 34, veremos que se for estabelecida uma transição muito rápida da tensão de 
entrada, a tensão no circuito não subirá com a mesma velocidade. 
 
Figura 51-Capacitâncias parasitas que influem na velocidade de resposta dos circuitos. 
 
Este sinal terá antes de carregar as capacitâncias parasitas existentes de modo que a 
tensão de entrada suba gradualmente, demorando um certo tempo que deve ser considerado. 
Da mesma forma, à medida que o sinal vai passando pelas diversas eta-pas do circuito, temos 
de considerar os tempos que os componentes demoram para comutar justamente em função das 
capacitâncias e indutâncias parasitas existentes. 
O resultado disso é que para os circuitos integrados TTL existeum retardo entre o 
instante em que o sinal passa do nível 0 para o 1 na entrada e o instante em que o sinal na saída 
responde a este sinal, passando do nível 1 para o 0 no caso de um inversor. Da mesma forma, 
existe um retardo entre o instante em que o sinal de entrada passa do nível 1 para o 0 e o 
instante em que o sinal de saída passa do nível 0 para o 1, no caso de um inversor. 
Mostramos esses dois tempos na figura 15, eles são muito importantes nas 
especificações dos circuitos TTL, principalmente quando trabalhamos com o projeto de 
dispositivos muito rápidos. Basicamente podemos adiantar para o leitor que se dois sinais que 
devam chegar ao mesmo tempo a certo ponto do circuito não o fizerem, porque um se retarda 
mais do que o outro ao passar por determinadas funções, isso pode gerar interpretações erradas 
do próprio circuito que funcionará de modo anormal. 
Os primeiros circuitos TTL que foram desenvolvidos logo se mostraram inapropriados 
para certas aplicações. 
 52 
8.3.2 SUBFAMÍLIAS TTL 
 
Os primeiros circuitos TTL que foram desenvolvidos logo se mostraram inapropriados 
para certas aplicações, quando é necessária maior velocidade, ou menor consumo de energia ou 
ainda os dois fatores reunidos. 
Isso fez com que, mantendo as características originais de compatibilidade entre os 
circuitos e mantendo as mesmas funções básicas, fossem criadas subfamílias que tivessem uma 
característica adicional diferenciada. 
Assim, a partir da família original denominada “Standard” surgiu diversas subfamílias. 
Para diferenciar essas subfamílias, foram adicionadas ao número que identifica o componente 
(depois dos 54 ou 74 com que todos começam), uma ou duas letras. 
Temos então a seguinte tabela de subfamílias e da família TTL standard: 
 Indicação: 54/74 Família/Subfamília: Standard Característica: nenhuma. 
 Indicação: 54L/74L Família/Subfamília: Low Power Característica: Baixo 
consumo. 
 Indicação: 54H/74H Família/Subfamília: High Speed Característica: Alta 
velocidade. 
 Indicação: 54S/74S Família/Subfamília: Schottky Característica: nenhuma. 
 Indicação: 54LS/74LS Família/Subfamília: Low Power Schottky Característica: 
nenhuma. 
A versão standard apresenta componentes com o custo mais baixo e também dispõe da 
maior quantidade de funções disponíveis. No entanto, a versão LS se adapta mais aos circuitos 
de computadores, pois tem a mesma velocidade dos componentes da família Standard com 
muito menor consumo. 
Algumas características podem ser comparadas, para que os leitores verifiquem as 
diferenças existentes. 
 
 Velocidade 
 
A velocidade de operação de uma função TTL normalmente é especificada pelo tempo 
que o sinal demora em propagar através do circuito. Em uma linguagem mais simples, trata-se 
do tempo entre o instante em que aplicamos os níveis lógicos na entrada e o instante em que 
obtemos a resposta, conforme verificamos através da forma de onda que vimos na figura 35. 
 53 
 
Figura 52-Como são medidos os tempos de retardos nas funções TTL 
Para os circuitos da família TTL é comum especificar estes tempos em nano segundos 
ou bilionésimos de segundo. 
Assim, temos: 
 Família/Subfamília: TTL Standart Tempo de programação (ns): 10 
 Família/Subfamília: Low Power Tempo de programação (ns): 33 
 Família/Subfamília: Low Power Schottlky Tempo de programação (ns): 10 
 Família/Subfamília: High Speed Tempo de programação (ns): 6 
 Família/Subfamília: Schottkly Tempo de programação (ns): 3 
 
 Dissipação 
Outro ponto importante no projeto de circuitos digitais é a potência consumida e 
portanto, dissipada na forma de calor. Quando usamos uma grande quantidade de funções, esta 
característica se torna importante tanto para o dimensionamento da fonte como para o próprio 
projeto da placa e do aparelho que deve ter meios de dissipar o calor gerado. 
Podemos então comparar as dissipações das diversas famílias, tomando como base uma porta 
ou gate: 
 Família/SubFamília: Standard Dissipação por Gate (mW): 10 
 Família/SubFamília: Low Power Dissipação por Gate (mW): 1 
 Família/SubFamília: Low Power Schottky Dissipação por Gate (mW): 2 
 Família/SubFamília: High Speed Dissipação por Gate (mW): 22 
 Família/Subfamília: Schottky Dissipação por Gate (mW): 20 
 
O leitor já deve ter percebido um problema importante: quando aumentamos a 
velocidade, o consumo também aumenta. O projetista deve portanto, ser cuidadoso em escolher 
a sub- família que una as duas características na medida certa de sua precisão, incluindo o 
preço. 
 
 
 54 
8.3.3 COMPATIBILIDADE ENTRE AS SUBFAMÍLIAS 
 
Um ponto importante que deve ser levado em conta quando trabalhamos com a família 
Standard e as subfamílias TTL é a possibilidade de interligarmos os diversos tipos. 
Isso realmente ocorre, já que todos os circuitos integrados da família TTL e também das 
subfamílias são alimentados com 5 V. 
Devemos observar, e com muito cuidado, que as correntes que circulam nas entradas e 
saídas dos componentes das diversas subfamílias são completamente diferentes, logo, quando 
passamos de uma para outra, tentando interligar os seus componentes, as regras de Fan-In e 
Fan-Out mudam completamente. Na verdade, não podemos falar de Fan-in e Fan-out quando 
interligamos circuitos de famílias diferentes. 
O que existe é a possibilidade de elaborar uma tabela, a partir das características dos 
componentes, em que a quantidade máxima de entradas de determinada subfamília possa ser 
ligada na saída de outra subfamília. 
Esta tabela é dada a seguir: 
Saída 74L 74 74LS 74H 74S 
74L 20 40 40 50 100 
74LS 2,5 10 51 2,5 12,5 
 
Entrada 
74 10 20 20 25 50 
74H 2 8 4 10 10 
74S 2 8 4 10 10 
Observamos por esta tabela que uma saída 74 (Standard) pode excitar 
convenientemente 10 entradas 74LS (Low Power Schottky). 
Na figura 16 mostramos como isso pode ser feito. 
 
Figura 53-Uma saída standart pode excitar 10 saídas LS 
 
 55 
8.3.4 OPEN COLLECTOR W TOTEM-POLE 
Os circuitos comuns TTL estudados até agora e que têm a configuração mostrada na 
figura 14 são denominados Totem Pole. 
Nestes circuitos temos uma configuração em que um ou outro transistor conduz a 
corrente, conforme o nível estabelecido na saída seja 0 ou 1. 
Este tipo de circuito apresenta um inconveniente se ligarmos duas portas em paralelo, conforme 
a figura 37. 
 
Figura 54-Conflito de níveis em saídas interligadas 
Se uma das portas tiver sua saída indo ao nível alto (1) ao mesmo tempo em que a 
outra vai ao nível baixo (0),um curto-circuito é estabelecido na saída e pode causar sua 
queima. 
Isso significa que os circuitos integrados TTL com esta configuração nunca podem ter suas 
saídas interligadas da forma indicada. 
No entanto, existe uma possibilidade de elaborar circuitos em que as saídas de portas 
sejam interligadas. Isso é conseguido com a configuração denominada Open Collector 
mostrada na figura 38. 
 
Figura 55-Porta NAND (Não E) com saída em coletor aberto (Open Collector). 
 56 
Os circuitos integrados TTL que possuem esta configuração são indicados como 
“open collector” e quando são usados, exigem a ligação de um resistor externo denominado 
“pull up” normalmente de 2000, ou próximo disso. 
Como o nome em inglês diz, o transistor interno está com o “coletor aberto” (open 
collector) e para funcionar precisa de um resistor de polarização. 
A vantagem desta configuração está na possibilidade de interligarmos portas diferentes 
num mesmo ponto, figura 39. 
 
Figura 56-O resistor "pull up" serve para polarizar os transistores das saídas das funções "open collector". 
 
A desvantagemestá na redução da velocidade de operação do circuito que se torna 
mais lento com a presença do resistor, pois ele tem certa impedância que afeta o desempenho 
do circuito. 
 
8.3.5 TRI-STATE 
Tri-state significa terceiro estado e é uma configuração que também pode ser 
encontrada em alguns circuitos integrados TTL, principalmente usados em Informática. 
 
 
Figura 57-Uma porta NAND TTL tri-state 
 
 57 
Na figura 40 temos um circuito típico de uma porta NAND tri-state que vai servir 
como exemplo. Podem existir aplicações em que duas portas tenham suas saídas ligadas num 
mesmo circuito, figura 41. 
 
Figura 58-Quando A estiver enviando sinais para C, B deve estar desativado 
 
Uma porta está associada a um primeiro circuito e a outra porta a um segundo circuito. 
Quando um circuito envia seus sinais para a porta, o outro deve ficar em espera. 
Ora, se o circuito que está em espera ficar no nível 0 ou no nível 1, estes níveis serão 
interpretados pela porta seguinte como informação e isso não deve ocorrer. 
O que deve ocorrer é que quando uma porta estiver enviando seus sinais, a outra porta 
deve estar numa situação em que na sua saída não tenhamos nem 0 e nem 1, ou seja, ela deve 
ficar num estado de circuito desligado, circuito aberto ou terceiro estado. Isso é conseguido 
através de uma entrada de controle denominada “habilitação” em inglês “enable” abreviada por 
EN. 
Assim, quando EN está no nível 0, no circuito da figura 20, o transistor não conduz e 
nada acontece no circuito que funciona normalmente. 
No entanto, se EN for levada ao nível 1, o transistor satura, levando ao corte, ou seja, os dois 
passam a se comportar como circuitos abertos, independentemente dos sinais de entrada. Na 
saída Y teremos então um estado de alta impedância. 
Podemos então concluir que a função tri-state apresenta três estados possíveis na sua 
saída: 
 Nível lógico 0 
 Nível lógico 1 
 Alta Impedância 
 As funções tri-state são muito usadas nos circuitos de computadores, nos 
denominados barramentos de dados ou “data bus”, onde diversos circuitos devem aplicar seus 
sinais ao mesmo ponto ou devem compartilhar a mesma linha de transferência desses dados. O 
circuito que está funcionando deve estar habilitado e os que não estão funcionando, para que 
 58 
suas saídas não influenciem nos demais, devem ser levados sempre ao terceiro estado. 
Na figura 42 temos um exemplo de aplicação em que são usados circuitos tri-state. Uma 
unidade de processamento de um computador envia e recebe dados para/de diversos periféricos 
usando uma única linha (bus). Todos os circuitos ligados a estas linhas devem ter saídas do tipo 
tri-state. 
 
 
Figura 59-Na troca de dados entre diversas interfaces deve-se usar componentes com saídas tri-state. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 59 
CONCLUSÃO 
 
 
 
Este trabalho de pesquisa foi de extrema importância para nossa equipe. Com essa pesquisa 
adquirimos cada vez mais conhecimento para nosso aprendizado e finalizamos o sexto período 
da graduação de engenharia elétrica com sucesso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 60 
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
[1] http://projetronica.blogspot.com.br/2011/01/familia-ttl-de-circuitos-logicos_30.html 
[2]http://w3.ualg.pt/~mgameiro/Aulas_2006_2007/transportes/Paper_semaforos.pdf 
 
[3]www.ptr.poli.usp.br/lemt/documents/SemafAT07.ppt 
 
[4] http://www.dsif.fee.unicamp.br/~fabiano/EE610/PDF/3_b%20Memorias.pdf