Tutorial (Parte Um)

Esse material foi retirado da página oficial do Logisim, tendo sofrido apenas algumas alterações. Para ter acesso ao material original Acesse:

http://ozark.hendrix.edu/~burch/logisim/docs/2.7/pt/html/guide/tutorial/tutor-test.html

PORTAS LOGICAS

Portas lógicas ou circuitos lógicos são dispositivos que operam sobre um ou mais sinais de tensão de entrada para produzir uma e somente uma saída. As principais portas lógicas são as portas AND, NOR, NOT, NAND e NOR, apesar de existirem outras.

Abaixo um circuito integrado e acima seu esquema evidenciando a existência de 4 portas NAND.

Cada porta logica possui um simbolo especifico para representa-las e tem funcionamento diferente. A porta XOR, (imagem abaixo), funciona da seguinte maneira.

Porta XOR e sua tabela verdade. Tensões altas são representadas por um e baixas por zero.

Se entrarmos com uma tensão baixa nos dois pinos da esquerda (entradas), o pino da direita (saída) emitirá uma tensão também baixa, conforme a tabela verdade a cima. Se aplicarmos uma tensão alta e uma tensão baixa ao mesmo tempo a saída responderá com uma tensão alta.

O Logisim permite projetar e simular circuitos digitais. Foi planejado como ferramenta educacional para ajudar você a aprender como os circuitos funcionam.

Para praticar o uso Logisim, vamos construir um circuito XOR como o visto acima com duas entradas (que chamaremos x e y) e que fornecerá a saída igual a 0 se as entradas forem iguais e 1 se forem diferentes. Como na sua tabela-verdade já apresentada.

Poderíamos projetar tal circuito em papel.

Mas só porque ele está no papel não significa que ele está certo. Para verificar o nosso trabalho, nós iremos desenhá-lo no Logisim e testá-lo. A ideia de se usar o Logisim é justamente conferir se o seu projeto tem realmente condições de ser implementado.

Passo 1: Acrescentar portas

Lembre-se que estamos tentando construir o circuito a seguir no Logisim.

A primeira coisa que se pode fazer é adicionar as duas portas AND. Clicando na pasta Portas (Gates) do lado esquerdo do programa é possível ter acesso as principais portas usadas na eletrônica digital. Clique sobre a porta AND e arraste para a área de trabalho do Logisim. Faça como na figura abaixo:

Observar que haverá cinco pontos do lado esquerdo da porta AND. Estas são as entradas da porta AND e onde os fios serão conectados. Acontece que nós iremos

precisar de uma porta AND com apenas duas entradas, por isso será necessário alterar o numero de entradas de cinco para duas.

Para isso clique em cima de cada porta e em seus atributos, (canto inferior esquerdo), mude o campo numero de entradas de cinco para dois.

Agora adicionaremos as portas OR ( ); em seguida duas portas NOT buscando-as em ( ). Como na imagem:

Agora queremos adicionar as duas entradas x e y no diagrama. Selecione uma entrada (pino) , e coloque os pinos voltados para baixo. Você também deverá colocar uma saída junto à porta OR, usando ( ).

Se você achar que não gosta de onde colocou alguma coisa, poderá selecioná-la usando a ferramenta Editar ( ) e arrastá-la para o local desejado. Ou ainda poderá excluí-la totalmente, selecionando e pressionando a tecla Delete.

Quando você colocar cada componente do circuito, você verá que, logo que ele for colocado, o Logisim reverte o curso para a ferramenta Editar para que possa mover o componente recém-colocado ou (como veremos em breve) conectar o componente a outros, usando fios. Se quiser acrescentar uma cópia do recém-colocado componente, um atalho é pressionar Control-D para duplicar a seleção. (Alguns computadores usam outra teclas para menus, tais como a tecla de comando no Macintosh. Você irá pressionar essa tecla junto com a tecla D).

Passo 2: Acrescentar conexões

Depois de ter todos os componentes colocados na área de trabalho, você estará pronto para começar a adicionar as conexões.

Selecionar a ferramenta Editar ( ).

Quando o cursor estiver sobre um ponto que receberá uma extremidade do fio, um pequeno círculo verde será desenhado em torno dele. Pressione o botão do mouse e arraste até onde você quiser que a outra extremidade do fio vá.

O Logisim é bem inteligente ao adicionar conexões: sempre que um fio terminar em outro, o Logisim automaticamente irá conectá-los. Você também poderá "estender" ou

"encurtar" uma conexão arrastando uma de suas extremidades do fio usando a ferramenta de edição.

As conexões (fios) em Logisim deverão ser horizontais ou verticais. Para conectar entrada superior à porta NOT e à porta AND, em seguida, acrescentei três fios.

Ao traçar as conexões, você poderá ter alguns fios azuis ou cinzas. O azul no Logisim indicará que o valor naquele ponto é "desconhecido", e cinza indica que o fio não estará conectado a nada. Isso não importa muito já que você estará em processo de construção de um circuito. Mas quando você terminar, nenhum de seus fios deverá ser azul ou cinza.

Se você tiver um fio azul ou cinza depois que você achar que tudo já tiver sido conectado, então há algo de errado. É importante que você conecte os fios nos lugares certos. O Logisim apresenta pontinhos sobre os componentes para indicar onde os fios deverão se conectar. A medida em que prosseguir, você verá que os pontos mudarão de azul para verde-claro ou escuro.

Depois que tiver todos os fios conectados, todas as conexões que tenham sido inseridas deverão estar em verde-claro ou escuro, como na figura acima.

Passo 3: Acrescentar texto

Acrescentar texto ao circuito não será necessário para fazê-lo funcionar; mas se você quiser mostrar o seu circuito para alguém (como a um professor), então, alguns rótulos ajudarão a comunicar os propósitos de diferentes partes do seu circuito.

Selecionar a ferramenta de texto ( ).

Você poderá clicar sobre qualquer parte da área de trabalho e começar a escrever. Para rotular um componente é melhor clicar diretamente sobre o ele, pois se você sentir a necessidade de movê-lo posteriormente o texto irá mover-se junto com o componente.

Passo 4: Testar seu circuito

Nosso passo final será testar o circuito para garantir que ele realmente realiza o que pretendemos.

Observe que os pinos de entrada contêm zeros, e assim também o pino de saída. Isso já nos

diz que o circuito já calcula um 0 quando ambas as entradas são iguais a 0.

Agora tentaremos outra combinação das entradas. Selecione a ferramenta Testar (Poke) ( ) e altere as entradas, clicando sobre elas. Cada vez que fizer isso sobre a entrada, seu valor será alternado. Por exemplo, poderíamos fazer isso.

Quando mudamos o valor de uma das entradas, o Logisim irá mostrar-lhe quais os valores que seguem pelos fios marcando-os com a cor verde-claro para indicar um valor 1 ou verde-escuro (quase preto) para indicar um valor 0. Você também poderá ver que o valor de saída foi alterado para 1.

Até agora, nós testamos as duas primeiras linhas da nossa tabela-verdade, e as saídas (0 e 1) corresponderão aos resultados desejados.

Ao testar combinações diferentes, poderemos verificar as outras duas linhas. Se todas elas corresponderem, então terminamos: o circuito funciona!

Para arquivar o seu trabalho concluído, talvez você queira salvar ou imprimir seu circuito. O menu Arquivo permitirá isso, e é claro que também lhe permitirá sair do Logisim.

PORTAS LOGICAS E TABELAS VERDADE

Porta AND (Multiplicadora)

ENTRADA SAÍDA A B A AND B 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Porta OR

Porta NOT (inversora)

Porta NAND (AND invertida)

ENTRADA SAÍDA A B A OR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

ENTRADA SAÍDA A NOT A 0 1 1 0

ENTRADA SAÍDA A B A NAND B 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Porta NOR (OR invertida)

Porta XOR

Porta XNOR

ENTRADA SAÍDA A B A NOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

ENTRADA SAÍDA A B A XOR B 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

ENTRADA SAÍDA A B A XNOR B 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Diegoalvez@pop.com.br Tutorial Logisim