Eletrônica digital III-10 Portas lógicas

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Eletrônica digital III-10 Portas lógicas

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Portas OU, E e NÃO |
Portas NÃO OU, NÃO E, OU EXCLUSIVO e NÃO OU EXCLUSIVO |

Portas lógicas são dispositivos práticos que executam funções booleanas básicas, isto é, as operações fundamentais OU, E, NÃO e algumas delas derivadas. Na atualidade, a sua implementação é quase sempre em circuitos eletrônicos integrados, mas podem ser componentes discretos, circuitos elétricos com relés, dispositivos óticos, circuitos hidráulicos ou mesmo mecanismos.

Considerando circuitos elétricos ou eletrônicos, deve-se notar que os valores lógicos 0 e 1 são representados por tensões ou correntes, normalmente em determinadas faixas. Exemplo: no caso de tensão, 0 a 2 V pode indicar o nível lógico 0 e 4 a 6 V pode indicar o nível lógico 1. Entretanto, na análise lógica, esse dado não é levado em conta e os valores de entradas e saídas são sempre referidos a 0 ou a 1.

Portas OU, E e NÃO

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Porta OU

Nesta porta, a saída S é igual à operação booleana OU entre os valores das entradas. No quadro abaixo, Figura 01-a, o símbolo usual e, em 01-b, a tabela de verdade da função. Mais informações sobre álgebra de Boole na página Eletrônica Digital II-10.

A função booleana (ou lógica) é S = A + B


Fig 01-a	Fig 01-b	Fig 01-c

A Figura 01-c mostra um circuito simples com relés para a porta OU. Neste caso, 0 V é o nível lógico 0 e +V é o nível lógico 1. As bobinas dos relés têm supostamente essa tensão nominal. Desde que os contatos estão em paralelo, a tensão em S será +V (nível 1) sempre que pelo menos uma das bobinas estiver com tensão (nível 1). Se ambas estiverem sem tensão (nível 0) a saída S será desconectada de +V, ficando no mesmo potencial da terra (0) em razão do resistor R. Portanto, o circuito opera conforme a tabela de verdade ao lado.

Porta E

A saída S é igual à operação booleana E entre os valores das entradas. Símbolo usual conforme Figura 02-a e tabela de verdade em 02-b. A Figura 02-c mostra um circuito simples com relés para a porta E. Agora, os contatos estão em série e a saída só terá nível 1 quando todas as entradas forem também 1.

A função lógica é S = A · B


Fig 02-a	Fig 02-b	Fig 02-c

Porta NÃO

Na porta NÃO, a saída S é igual à operação booleana de mesmo nome para a entrada A. Nas Figuras 03-a, 03-b e 03-c, símbolo usual, tabela de verdade e circuito elétrico simples para a função.

A função lógica é S = A ou S = A', em notação equivalente.


Fig 03-a	Fig 03-b	Fig 03-c

A porta NÃO é também denominada inversor. Para simplificar diagramas, o símbolo é apenas um pequeno círculo se estiver junto de uma entrada ou saída de outra porta lógica.

Portas com mais de duas entradas

Em razão da operação que executa, a porta NÃO admite apenas uma entrada. As portas OU e E (e outras delas derivadas) podem ter qualquer número n ≥ 2 de entradas.


Fig 04-a	Fig 04-b	Fig 04-c	Fig 04-c

Nas Figura 04-a e 04-b, símbolo e tabela de verdade para porta OU de 3 entradas,

S = A + B + C

Nas Figuras 04-c e 04-d, dados similares para porta E de três entradas,

S = A · B · C

Portas NÃO OU, NÃO E, OU EXCLUSIVO e NÃO OU EXCLUSIVO

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Porta NÃO OU

É uma porta OU com um inversor (NÃO) na saída, que, nos diagramas, pode ser representado por um pequeno círculo conforme já comentado. Símbolo usual e tabela de verdade para duas entradas nas Figuras 01-a e 01-b.

Expressão lógica segundo álgebra de Boole:

S = (A + B)
S = (A + B)' (em outra notação)

Devido à ação do inversor, os resultados são complementares aos da porta OU.


Fig 01-a	Fig 01-b	Fig 01-c	Fig 01-c

Porta NÃO E

De forma similar à anterior, apresenta resultados complementares aos da porta E devido ao inversor na saída. Símbolo usual e tabela de verdade para duas entradas nas Figuras 01-c e 01-d deste tópico.

Função lógica:

S = (A · B)
S = (A · B)' (em outra notação)

Porta OU EXCLUSIVO

Conforme visto em Eletrônica Digital II-10, a operação booleana OU não oferece plena equivalência com a soma aritmética comum. A função OU EXCLUSIVO permite essa correspondência. Símbolo usual e tabela de verdade para duas entradas nas Figuras 02-a e 02-b.

Expressão booleana:

S = A B

Obs: na realidade, a porta OU EXCLUSIVO é implementada como uma combinação de portas básicas do tópico anterior. Entretanto, devido à sua importância, ela tem o símbolo próprio aqui exibido e um operador especial para a expressão lógica (


Fig 02-a	Fig 02-b	Fig 02-c	Fig 02-c

Porta NÃO OU EXCLUSIVO

É a porta OU EXCLUSIVO com um inversor na saída, resultando em valores complementares aos da anterior. Expressão lógica:

S = (A B)
S = (A B)' (em outra notação)

Símbolo usual e tabela de verdade nas Figuras 02-c e 02-d.

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