O documento descreve os conceitos básicos da lógica digital, incluindo circuitos lógicos como portas AND, OR e NOT. Explica como esses circuitos são usados para construir componentes digitais como decodificadores, multiplexadores e flip-flops, que por sua vez são usados para armazenar e processar informações nos computadores.

1. Conceitos da
Lógica Digital
Organização e Arquitetura de Computadores
Cristiano Pires Martins
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2. Introdução
} Computador digital = sistema digital =
máquina digital binária = máquina projetada
pra armazenar e manipular informações
representadas por 0s e 1s;
} Essa informação é representada em um sinal
digital (sinais elétricos) gerado e mantido em
dois níveis de intensidade; VOLTS
4,0
} Há outras formas de armazenar esse valores:1
2,0
1,0
0
0 TEMPO
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3. Introdução
} Internamente o computador é composto de
elementos eletrônicos:
◦ Resistores;
◦ Capacitores;
◦ Transistores (principalmente).
} Transistores são componentes de circuitos
eletrônicos (circuitos digitais) que precisam
armazenar os sinais binários e realizar certos
tipos de operações com eles;
} Elem. eletrônicos = portas (gates) lógicas:
permitem ou não a passagem de sinais;
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4. Introdução
} Uma porta (gate): é um hardware (circuito
eletrônico) que recebe um ou mais sinais de
entrada e produz um sinal de saída;
} O valor depende da regra da porta;
} Resumo:
◦ Computador é constituído por circuitos lógicos
(portas) organizados que servem para
armazenamento, controle de fluxo de sinais e
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5. Portas e Operações Lógicas
} Porta lógica (gate) é um circuito eletrônico
(peça de hardware) que constitui o elemento
básico e mais elementar de um sistema de
computação;
} Grande parte do hardware é fabricado a partir
da combinação desses elementos: CPU,
memória, interfaces de E/S etc.;
} Operação lógica opera sobre um ou dois
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6. Portas e Operações Lógicas
} AND (E);
} OR (OU);
} NOT (inversor);
} NAND (NOT AND);
} NOR (NOT OR);
} XOR (OR EXCLUSIVO).
} Tabela Verdade: combinação de valores de
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7. EXPRESSÕES LÓGICAS –
} Cálculos com Expressões
Lógicas;
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8. Detalhes
} Noções de Álgebra Booleana
◦ Álgebra Booleana é uma área de matemática que
trata de regras e elementos de lógica.
} Circuitos Combinatórios
◦ Conjunto de portas cuja saída em qualquer instante
de tempo é função somente das entradas.
} Circuitos Seqüencial
◦ Além de possuir portas, contém elementos de
armazenamento, denominados Flip-flops.
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9. Circuitos Combinatórios
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10. Circuitos Integrados
} Após o projeto de um circuito combinatório,
completa-se construindo um circuito
integrado;
} CI é um pequeno dispositivo (pastilha ou
chip), que contém transistores, diodos,
resistores, capacitores e suas interligações;
} Esses componentes são os formadores das
portas lógicas que, interligadas, formam um
determinado circuito combinatório;
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11. Classificação das pastilhas
} Classificação é feita pela quantidade de portas
lógicas (transistores encapsulados):
◦ SSI: small scale integration – 1 a 10 portas;
◦ MSI: medium scale integration – 11 a 100 portas;
◦ LSI: large scale integration – 101 a 100000 portas;
◦ VLSI: very large scale integration – acima de 100000
portas.
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12. Exemplo de CI
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13. Decodificador
} É um tipo de circuito combinatório que possui
x linhas de entrada e 2x linhas de saída;
} Para cada configuração de bits que aparece na
entrada haverá uma e somente uma linha de
saída ativa.
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14. Decodificador
A B C R0 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0
0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0
1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0
1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1
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15. Decodificador 2x4
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16. Multiplexador - Ex.: Teclado
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17. Comparador
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18. Flip-Flops (Circuito Seqüencial)
} É o elemento básico utilizado para armazenar
informações;
S R X X-
Estado Inicial de X=0 0 0 0 1
Altera estado 1 0 1 0
Mantém estado anterior 0 0 1 0
Altera estado 0 1 0 1
Mantém estado anterior 0 0 0 1
Incorreto (proibido) 1 1 - -
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19. Flip- Flop R S com portas NOR
Flip-Flops
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20. Teste
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21. Finalmente
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