Pós-Aula: No seu blog, criar uma tabela mostrando o equivalente analógico (circuito e explicação) de cada porta lógica aprendida (incluindo sua tabela verdade). Faça uma pesquisa em sites e livros e coloque para cada uma delas um link interessante para aprender mais sobre essa relação (circuito integrado x transistores).
Circuitos/Portas lógicas
Portas ou circuitos lógicos são dispositivos que operam e trabalham com um ou mais sinais lógicos de entrada para produzir uma e somente uma saída, dependente da função implementada no circuito. São geralmente usadas em circuitos eletrônicos, por causa das situações que os sinais deste tipo de circuito podem apresentar: presença de sinal, ou "1"; e ausência de sinal, ou "0". As situações "Verdade" e "Falso" são estudadas na Lógica Matemática ou Lógica de Boole; origem do nome destas portas. O comportamento das portas lógicas é conhecido pela tabela verdade que apresenta os estados lógicos das entradas e das saídas.
Em 1854, o matemático britânico George Boole (1815 - 1864), através da obra intitulada An Investigation of the Laws of Thought (Uma Investigação Sobre as Leis do Pensamento), apresentou um sistema matemático de análise lógica conhecido como álgebra de Boole.
No início da era da eletrônica, todos os problemas eram resolvidos por sistemas analógicos, isto é, sistemas lineares.
Apenas em 1938, o engenheiro americano Claude Shannon utilizou as teorias da álgebra de Boole para a solução de problemas de circuitos de telefonia com relés, tendo publicado um trabalho denominado ''Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits,[1] praticamente introduzindo na área tecnológica o campo da eletrônica digital.
Esse ramo da eletrônica emprega em seus sistemas um pequeno grupo de circuitos básicos padronizados conhecidos como Portas Lógicas.
Porta Lógica NOT
A porta NÃO ou inversora (NOT) utiliza o operador de inversão. Para um determinado valor na entrada, a saída possui um valor contrário ao da entrada. Se a entrada for 1, a saída será 0. Se a entrada for 0, a saída será 1. Ou seja, para um valor na entrada a saída será seu complemento, ou o inverso do valor na entrada.
Porta Lógica NOT
Porta NOT em Verilog:
1 module exemplo_INVERSOR ( a, b ); 2 input wire a; 3 output wire b; 4 assign b = ~a; 5 endmodule
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Porta Lógica AND
Para se explicar o funcionamento da porta E (AND) pode-se fazer um paralelo com um circuito com interruptores, como na figura abaixo. Para que a lâmpada acenda é preciso que os dois interruptores estejam ligados.
Analogia com a porta lógica AND
A porta lógica E (AND) utiliza-se do operador de produto lógico. A saída é igual a 1 se todas as entradas for 1. A saída é igual a zero se ao menos uma entrada for 0, se todas entradas não forem 1.
Porta Lógica AND
Porta AND em Verilog:
1 module exemplo_AND ( A, B, C ); 2 input wire A, B; 3 output wire C; 4 assign C = A & B; 5 endmodule
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Porta Lógica OR
Uma forma simples de se entender o funcionamento da porta OU (OR) é pensar em um circuito com interruptores em paralelo, como na figura abaixo. Para que a lâmpada acenda é preciso que um dos dois interruptores esteja ligado.
Analogia com a porta lógica OR
A porta lógica OU (OR) utiliza-se do operador de soma lógica. A saída é igual a 1 se pelo menos uma das entradas for 1. A saída é igual a zero se nenhuma entrada for 1, todas forem zero.
Porta Lógica OR
Porta OR em Verilog:
1 module exemplo_OR ( a, b, c ); 2 input wire a, b; 3 output wire c; 4 assign c = a | b; 5 endmodule
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Porta Lógica NAND
A porta lógica NÃO E (NAND) utiliza-se do operador de produto lógico e o de inversão. A saída é igual a 0 se todas as entradas for 1. A saída é igual a 1 se ao menos uma entrada for 0, se todas entradas não forem 1.
Porta Lógica NAND
Porta NAND em Verilog:
1 module exemplo_NAND ( a, b, d ); 2 input wire a, b; 3 output wire d; 4 assign d = a ~& b; 5 endmodule
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Porta Lógica NOR
A porta lógica NÃO OU (NOR) utiliza-se do operador de soma lógica e o de inversão. A saída é igual a 0 se pelo menos uma das entradas for 1. A saída é igual a 1 se nenhuma entrada for 1, todas forem zero.
Porta Lógica NOR
Porta NOR em Verilog:
1 module exemplo_NOR ( a, b, d ); 2 input wire a, b; 3 output wire d; 4 assign d = a ~| b;
5 endmodule
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Porta Lógica XOR
A porta lógica OU EXCLUSIVO (XOR) utiliza-se do operador de soma lógica, com um círculo. A saída é igual a 0 se as entradas forem iguais. A saída é igual a 1 se as entradas não forem iguais, se uma delas diferirem das outras.
Porta Lógica XOR
Porta XOR em Verilog:
1 module exemplo_XOR ( a, b, c ); 2 input wire a, b; 3 output wire c; 4 assign c = a ^ b; 5 endmodule
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Porta Lógica XNOR
A porta lógica NÃO OU EXCLUSIVO (XNOR) utiliza-se do operador de soma lógica, com um círculo e o de inversão. Tem as saídas inversas da operação XOR. A saída é igual a 1 se as entradas forem iguais. A saída é igual a 0 se se as entradas não forem iguais, se uma delas diferirem das outras.
Porta Lógica XNOR
Porta XNOR em Verilog:
Porta XOR em Verilog:
1 module exemplo_INVERSOR ( a, b );
2 input wire a;
3 output wire b;
4 assign b = ~a;
5 endmodule
O Teorema de De Morgan diz respeito às seguintes afirmações:
Uma operação NAND é igual a uma operação OR com todas as entradas invertidas;
Uma operação NOR é igual a uma operação AND com todas as entradas invertidas.
Com essas duas afirmações podemos fazer diversas simplificações em expressões lógicas, referentes a circuitos digitais.
Teorema de Morgan
Referencia Bibliografica
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