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Revisão de Eletrônica Digital
3. Revisão de Eletrônica Digital
Professor: Vlademir de Oliveira
Disciplina: Microcontroladores e DSP
Revisão de Eletrônica Digital
3.1 Aritmética Binária
� Representação de números em complemento de 1
Ex.:
101 100 10-1
1 2 , 5 = 12,5d ou 12,510
2-1
, 1 = 1100,1b ou 1100,12
160 16-1
C , 8 = C,8h ou C,816
23 22 21 20
1 1 0 0
Decimal
Binário
Hexadecimal
Revisão de Eletrônica Digital
3.1 Aritmética Binária
� Representação de números em complemento de 2
Nota: O primeiro bit é o bit de sinal.
Passos para conversão:
1. Determinar o tamanho da palavra hexadecimal
2. Inverter os números e adicionar 1
Exemplo para 8
bits
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3.1 Aritmética Binária
� Representação de números em complemento de 2
Ex.1: Operações com números binários de 4 bits
4
3
7
1
0
1
1
0
1
1
1
1 0 01 0
- 4
7
3
1
0
0
0
0
1
1
1
1 0 01
Operação em C2:
- Realiza-se a soma dos números em C2 com os respectivos sinais. Despreza-se o último vai um.
- O resultado será um número em C2.
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3.1 Aritmética Binária
� Porque usar complemento de 2 na ULA?
- Não necessita operação de subtração.
- Pode-se desprezar o último vai um.
Resumindo: Reduz a complexidade do hardware.
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3.1 Aritmética Binária
� Notação de Ponto Flutuante
Ex.1: -27210 = 10111100002
2.3E-14, 3.24E09 → excessivo número de bits
• Padrão IEEE 754/1985 para 32-bits ou 64-bits
r → número real correspondente
Ex.2: Para o número acima
{ 44444 344444 2143421fes
022233031
00000000000010000000000 10000001 0
( ) ( )1272.11 −××−= es fr
( ) ( )1271290 201.11 −××−=r
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3.1 Aritmética Binária
� Notação de Ponto Flutuante
Ex.2: (cont.)
→
Ex.: Determine o número abaixo:
Resp.:
{ 44444 344444 2143421fes
022233031
00000000000010000000000 10000001 0 ( ) ( )1271290 201.11 −××−=r
( ) ( ){ { 2
21271290 101201.11201.11 =××=××−= −
decimalbinário
r
{ 44444 344444 2143421fes
022233031
00000000000011100000000 01111110 1
( ) ( ){ 2
11271261 10111.020111.1)1(20111.11 −=××−=××−= −−
decimalbinário
r 321
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3.1 Aritmética Binária
� Notação de Ponto Flutuante
• Valores especiais: Existem números reservados para representar algumas
indeterminações, como, números infinitos, divisão por 0 e para representar o
número zero.
Ex.: Se e= 0 e f = 0, então r = 0
Tabela de Valores Especiais
s e f Valor
x 00000000 = 0 zero
0 11111111 ≠ 0 NaN
0 11111111 = 0 + Inf
1 11111111 = 0 - Inf
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Principais Blocos Combinacionais Somador Completo: Realiza a soma binária de sinais de 1 bit com bit de vem 1; Serve como bloco básico de operações mais complexas, como a multiplicação, que são usadas na ULA.
Comparador de Magnitude: Compara duas palavras de n bits e determina um se A>B, A=B ou A<B; Função usada na ULA.
Multiplexador: É um dispositivo seletor de dados controlado por um valor binário. Em alguns casos o multiplexador pode ter n bits de dados.
Demultiplexador: Realiza a operação inversa à do multiplexador. Ele também pode funcionar como um decodificador (ver figura).
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Conversor paralelo-série
A conversão de paralelo para serial pode ser feita usando um multiplexador, cuja a seleção de canais é realizada por um contador.
A taxa de transmissão depende da frequência do clock e do número de bits de dados.
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Transmissão serial síncrona
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Saída em coletor abertoAs saídas TTL em coletor aberto podem compartilhar um ponto em comum, desde que seja usado um resistor de pull-up externo.
A saída apenas fica em nível alto quando todas as saídas estão em nível alto.
Essa operação pode ser implementada com dispositivos CMOS de dreno aberto.
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Saída tristate
A configuração tristate utiliza as saídas CMOS pull-up/pull-down para possibilitar
os três estados da saída, alto (H), baixo (L) e alta impedância (Z).
Essa configuração chaveia na mesma velocidade da porta CMOS.
Também pode ser implementada com a totem-pole TTL.
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Buffers tristate
Os circuitos buffers tristate permitem a conexão de vários sinais a uma linha de barramento.
Apenas uma saída deve ser habilitada por vez, por isso, os sinais de habilitação devem seguir essa lógica.
Também existem inversores tristate.
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUsDispositivo Schmitt Triger
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Registrador com tristate
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Barramento com reg. tristate
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3.2 Blocos Digitais usados em MCUs
Exemplo de pino de entrada/saída