Ficha de Componente Curricular

OBJETIVOS

Ao final da disciplina o estudante será capaz de:

1. Identificar problemas de Engenharia onde a Lógica Dedutiva pode ser aplicada como solução;

2. Analisar e projetar circuitos lógicos digitais combinacionais e/ou sequenciais capazes de solucionar problemas práticos de Engenharia Elétrica;

3. Selecionar tecnologias e circuitos lógicos adequados à solução projetada;

4. Implementar circuitos lógicos para prover a solução de problemas de Engenharia Elétrica.

Ementa

Sistemas de Numeração, Álgebra de Boole, Circuitos lógicos combinacionais e sequenciais, Tecnologias de circuitos lógicos, Características elétricas dos circuitos lógicos, Máquinas de estados finitos, Memórias, Conversores de Dados e Dispositivos lógicos programáveis.

PROGRAMA

1. Introdução à Lógica
1.1 Conceito
1.2. Tipos de Lógica (Dedutiva, indutiva e de predicados)
1.3. Lógica dedutiva (binária)
1.4. Leis fundamentais da Lógica Dedutiva

2. Lógica
2.1. Grandezas analógicas versus grandezas digitais
2.2. Sistemas de numeração (Binário, octal, hexadecimal) e BCD
2.3. Transformações de Base
2.4. Aritmética binária:
2.4.1. Números sem sinal e números com sinal
2.4.2. Flags de "carry" e "overflow"
2.4.3. Complementos de base e base-1

3. Operações Lógicas e Álgebra de Boole
3.1. Operações lógicas básicas: NOT, AND, OR
3.2. Operações lógicas complementares: NAND, NOR, XOR, XNOR
3.3. Funções lógicas e tabela verdade
3.4. Álgebra de BoolePorta inversora (NOT)
3.4.1. Postulados da Álgebra de Boole
3.4.2. Teoremas da Álgebra de Boole
3.5. Análise e Síntese de circuitos lógicos
3.6. Formas canônicas: SOP e POS
3.7. Técnicas de minimização: Álgebra de Boole, Mapa de Karnaugh, método Quine-McCluskey.Porta COINCIDÊNCIA (XNOR)

4. Tecnologia de Circuitos Lógicos
4.1. Circuitos lógicos TTL e CMOS
4.2. Esquema interno de uma porta básica
4.3. Faixas limites de tensões e correntes: VIH, VIL, VOH, VOL, IIH, IIL, IOH, IOL
4.4. Atrasos de propagação, Fan-out e margem de ruído;
4.5. Característica de entrada de circuitos lógicos (emissor/TTL e gate/CMOS, Schmitt Trigger)
4.6. Característica de saída de circuitos lógicos: “totem pole”, coletor/dreno aberto, “tri-state”, “wired-AND”
4.7. Compatibilidade entre famílias lógicas e conversão de sinais TTL/CMOS.

5. Lógica combinacional
5.1. 5.1. Circuitos combinacionais clássicos:
5.1.1. Circuitos somadores, meio somador, somador completo, somador/subtrator, “ripple-carry adder”, “Carry look-ahead adder”
5.1.2. Comparadores, codificadores, decodificadores, multiplexadores, demultiplexadores
5.2. O multiplexador como gerador universal de funções digitais
5.3. Conversores de dados: binário(BCD)/7-segmentos, binário/Gray

6. Lógica sequencial
6.1. Diferenciação da lógica combinacional, o conceito de memória (estado interno)
6.2. “Latches”: Conceito, tipos e aplicações
6.3. Atrasos de propagação, “setup time”, “hold-time”, “racing”
6.4. “Flip-flops”: Conceito, tipos e aplicações, pulse‐triggered/edge‐triggered flip‐flops, flip‐flop mestre-escravo, clock, entradas assíncronas
6.5. Contadores síncronos e assíncronos
6.6. Análise e síntese de circuitos sequenciais síncronos e assíncronos

7. Multivibradores
7.1. Monoestável (retriggerable, nonretriggerable)
7.2. Biestável
7.3. Astável
8. Registradores
8.1. Registrador de deslocamento (PIPO, SIPO, PISO, SISO)
8.2. Contador em anel, contador Johnson
8.3. “Random Access Memory” (RAM – estática e dinâmica)
8.4. “Read Only Memory” (ROM)
8.5. “Programmable Memories” (PROM, EPROM, EEPROM, FLASH)

9. Máquinas de Estados Finitos (FSM)
9.1. Caracterização: FSM Moore, FSM Mealy
9.2. Projeto de FSM’s: Identificação do problema, diagrama de estados, tabela de estados, tabela de excitação dos flip-flops e síntese da FSM

10. Conversão de dados
10.1. Conversores D/A
10.1.1. Conversores D/A resistores ponderados
10.1.2. Conversores D/A escada R-2R
10.2. Conversores A/D
10.2.1. Conversores A/D integradores
10.2.2. Conversores A/D aproximação sucessiva
10.2.3. Conversores A/D pipeline
10.2.4. Conversores A/D paralelos ou flash

11. Introdução à Logica Programável
11.1. PLD - “Programmable Logical Devices”
11.2. CPLD - “Complex Programmable Logical Devices”
11.3. FPGA - “Field Programmable Gate Arrays”
11.4. Introdução à Linguagem de descrição de “hardware” e softwares de programação

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

1. FLOYD, Thomas L. Sistemas digitais: fundamentos e aplicações. 9. ed. Porto Alegre : Bookman, 2011.

2. PEDRONI, Volnei A. Eletrônica digital moderna e VHDL. Rio de Janeiro: Elsevier, 2010.

3. TOCCI, Ronald J. Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2011.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

1. D'AMORE, Roberto. VHDL: descrição e síntese de circuitos digitais. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e Científicos, 2012.

2. IDOETA, Ivan V. Elementos de eletrônica digital. 40. ed. São Paulo: Érica, 2007.

3. MENDONÇA, Alexandre. Eletrônica digital: curso prático e exercícios. 2. ed. Rio de Janeiro: MZ, 2007.

4. SHIBATA, Wilson M. Eletrônica digital: teoria e experiência. São Paulo: Érica, 1989. 2 v.

5. UYEMURA, John P. Sistemas digitais: uma abordagem integrada. São Paulo: Pioneira, 2002.

aprovação

---

Documento assinado eletronicamente por Augusto Wohlgemuth Fleury Veloso da Silveira, Coordenador(a), em 03/05/2023, às 12:51, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

---

Documento assinado eletronicamente por Sergio Ferreira de Paula Silva, Diretor(a), em 04/05/2023, às 15:27, conforme horário oficial de Brasília, com fundamento no art. 6º, § 1º, do Decreto nº 8.539, de 8 de outubro de 2015.

---

A autenticidade deste documento pode ser conferida no site https://www.sei.ufu.br/sei/controlador_externo.php?acao=documento_conferir&id_orgao_acesso_externo=0, informando o código verificador 4432611 e o código CRC 7FC95C52.

---