[tutorial] 7408: porta logica AND

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Kodo no Kami
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[tutorial] 7408: porta logica AND

Post by Kodo no Kami » Sun Apr 08, 2018 7:53 pm

Salve salve galera, nesse tutorial estaremos brincando com circuito integrado 7408. Esse CI é composto por 4 portas logicas do tipo AND de duas entradas, 14 pinos e uma alimentação de 5V (padrão TTL). A baixo temos uma imagem desse CI em uma protoboard

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a pinagem do 7408 é bastante simples, o pino numero 14 é a alimentação (5V), o pino 7 é o GND. Os pinos 1, 2 e 3. Equivale a primeira porta logica AND (1 e 2 são as entradas e o 3 a saida). Os pinos 4, 5 e 6. Equivale a segunda porta logica AND (4 e 5 sendo as entradas e o 6 a saida). Os pinos 8, 9 e 10. Equivale a terceira porta logica AND (9 e 10 são as entradas e o 8 a saida). Os pinos 11, 12 e 13. Equivale a quarta porta logica AND (13 e 12 são as entradas e o 11 a saida)

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as portas logicas AND nos permite ter duas ou mais entradas e apenas uma unica saída (no caso do 7408 apenas 2 entradas), a saída das portas logicas depende exclusivamente daquelas entradas. Como as portas logicas são logicas digitais, terá apenas dois estados tanto na entrada quanto na saída, esses dois estados pode ser baixo nível ou ou alto nível. Para que a saída da porta logica AND seja alto nível todas as entradas daquela porta AND deve ser alto nível também. Se uma entrada for baixo nível independente de qual seja ela, a saída também sera baixo nível. Podemos ver a tabela verdade com todas as possibilidades

Code: Select all

X1 X2 XS
---------
0   0   0
0   1   0
1   0   0
1   1   1
o 7408 reconhece o nivel logico alto, quando a tensão de entrada estiver acima de 2v. Para o nivel baixo a tensão deve estar abaixo de 0.8v. Qualquer tensão entre essas duas pode causar um funcionamento inesperado em seu circuito

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podemos utilizar as portas logicas AND para muitas coisas, entre elas a comparação entre duas entradas digitais, você pode usar uma porta logica AND para construir circuitos mais complexos como o ALU de um processador ou criar uma forma de processamento de dados através dela (no tutorial anterior eu mostrei um somador usando portas logicas no jogo terraria, o AND nesse caso serviu para criar a logica do "vai um" daquela soma). Outro uso para as portas logicas é a construção de memoria e flip flops (normalmente é usado a porta logica NAND e não a AND, como a NAND é uma AND como uma inversora na saida então é valido tambem ~ galera a NAND fica para um futuro tutorial ^^ ), Um exemplo simples que podemos fazer seria acender um LED se as duas entradas controladas por botões estiverem pressionadas (esse circuito tem um pequeno probleminha que vou falar a seguir)

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o probleminha citado é que o CI 7408 só pode ceder na saída uma corrente muito baixa quando esta em nível alto (essa corrente depende da subfamília daquele ttl que pode em alguns 0,4mA ou 400uA quando estiver em nível alto e 16mA em nível baixo ~ sim, o nível baixo ele suporta uma corrente muito maior que o nível alto '-' ). Devido esse pequeno probleminha um unico LED pode acabar queimando o nosso CI, isso acontece devido o LED consumir um valor tipico de 20mA. Uma forma de contornar isso, seria colocar um resistor maior para o nosso LED, limitando ele apenas a 0,4mA ou 400uA (isso vai diminuir a luminosidade do nosso LED de uma forma significativa também, claro a final de contas ali é um resistor de 12k5 e não um de 280 ohms kkk). Uma forma para ganhar alguns amperes a mais seria usar o nivel baixo para acender o led (so que isso tambem muda um pouca logica daquele circuito, para funcionar corretamente com a mesma logica precisamos colocar um inversor na saida ou substituir por uma porta NAND)

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a melhor alternativa seria colocar na saída uma especie de amplificador ou alguma coisa que atue como chave para controlar uma corrente acima do limite daquele CI. Para esse trabalho entra um carinha perfeito, o nosso velho amigo transistor (vai depender também da gente redimensionar certinho o transistor, do ganho dele e também de não ultrapassar o valor de 400uA da porta logica ~ um exemplo seria um transistor com ganho de 100, nesse exemplo podemos ter uma corrente do coletor para emissor de no máximo 40mA, isso ocorre pelo simples motivo que na base podemos colocar só os 400uA)

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quando não conectamos nada nos pinos de entrada do 7408, ele interpreta esse estado como nivel alto, então precisamos sempre fazer um pull-down para se certificar que os pinos realmente vão esta em nivel baixo

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se a gente precisar de uma porta logica AND com mais entradas, é possível ligar a saída de uma porta logica na outra para obter esse mesmo resultado (existe um determinado limite de portas logicas que podemos interligar, tal limite é chamado de fan-out). Na próxima imagem temos uma logica AND de 4 entradas

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a porta logica AND é representada como uma multiplicação na expressão booleana, isso é util para representar todo o circuito digital usando uma simples equação booleana (ou vice versa transforma a equação booleana naquele circuito)

Code: Select all

XS = X1 . X2
esse video exemplo foi um pouco diferente, Nele acabei falando um pouco sobre o circuito, embora acabei cometendo uns errinhos (dá um desconto né ultima vez que gravei falando em um video foi nas video aulas por volta de 2012, estou meio enferrujado '-' kkkk).



bom galera é isso, existem muitas coisas que podemos citar sobre a família 7408 ou ate mesmo sobre as portas logicas, embora nesse pequeno artigo seja apenas o básico é o suficiente para criar muitas coisas com esse CI ^^

by kodo no kami
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que desagradavel ~ mirai kuriyama

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Re: [tutorial] 7408: porta logica AND

Post by 51M0N » Mon Apr 09, 2018 9:37 am

muito bom o post mano, ce ta desenrolando na alta em eletrônica 8-) 8-)
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Re: [tutorial] 7408: porta logica AND

Post by Kodo no Kami » Tue Apr 10, 2018 11:19 am

vlw mano \o ultimamente to curtindo muito eletronica *-*
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que desagradavel ~ mirai kuriyama

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