Circuitos Lógicos Combinacionais

Podemos aplicar diversos sinais de entrada a uma função lógica, bem como todas as suas combinações possíveis, e a expor sua saída correspondente em uma tabela. Nas colunas de entradas colocamos  todas as combinações possíveis de níveis lógicos que as entradas possam assumir. Na coluna correspondente à saída colocamos os valores que esta saída assume em função do níveis lógico correspondente.

Assim,

ENTRADAS - FUNÇÃO LÓGICA  - SAÍDA

Obviamente, a saída dependerá da função lógica utilizada (AND, OR, NOT ou XOR), conforme vimos no capítulo anterior.

Veja, por exemplo, o caso abaixo. A e B são entradas; a função lógica é AND e a saída é S.

A	B	S   (A.B)
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

Agora, o que aconteceria se tivéssemos 4 entradas em uma porta AND?

Não é muito diferente do que já vimos anteriormente. Montamos a tabela verdade (2⁴ = 16 combinações):

A	B	C	D	SAÍDA (A.B.C.D.)
0	0	0	0	0
0	0	0	1	0
0	0	1	0	0
0	0	1	1	0
0	1	0	0	0
0	1	0	1	0
0	1	1	0	0
0	1	1	1	0
1	0	0	0	0
1	0	0	1	0
1	0	1	0	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	0	1	0
1	1	1	0	0
1	1	1	1	1

...e a nossa porta lógica se pareceria com isso:

Até aqui nada de novo, mas serviu como uma boa revisão.

Agora, se eu quisesse combinar portas ou funções lógicas desta maneira....

Bom, isso é um circuito combinacional. Para elaborar a tabela verdade para este circuito e assim determinarmos todas as saídas possíveis em função das entradas, devemos levar em conta que ele é formado por duas etapas:

Na primeira etapa temos a porta AND e o inversor, enquanto que na segunda etapa temos a porta OR. Isso significa que as saídas dos circuitos da primeira etapa, que chamaremos de S1 e S2 são a entrada da segunda etapa. Temos então de levar em conta estas saídas na elaboração da tabela verdade que terá no seu topo as seguintes variáveis:

A B C S1 S2 S

Comece montando a tabela verdade das entradas A,B e C como já estamos acostumados (2³ = 8 combinações):

A	B	C	S1	S2	S
0	0	0
0	0	1
0	1	0
0	1	1
1	0	0
1	0	1
1	1	0
1	1	1

A saída S1 é uma negação da entrada A, ou seja, um NOT A. Basta inverter o que a entrada A mostra:

A	B	C	S1 (NOT A)	S2	S
0	0	0	1
0	0	1	1
0	1	0	1
0	1	1	1
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	0
1	1	1	0

Agora executemos a função lógica de saída S1 que é um AND entre as entradas B e C , ou seja, B.C:

A	B	C	S1 (NOT A)	S2 (B.C)	S
0	0	0	1	0
0	0	1	1	0
0	1	0	1	0
0	1	1	1	1
1	0	0	0	0
1	0	1	0	0
1	1	0	0	0
1	1	1	0	1

...e, finalmente a saída S que uma porta OR que tem como entradas as saídas S1 e S2, ou seja, S1+S2:

A	B	C	S1 (NOT A)	S2 (B.C)	S (S1+S2)
0	0	0	1	0	1
0	0	1	1	0	1
0	1	0	1	0	1
0	1	1	1	1	1
1	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0
1	1	0	0	0	0
1	1	1	0	1	1

Assim, temos que nosso circuito lógico combinacional tem a seguinte expressão:

S = (B.C) + A’

Exemplo 2

Vamos fazer mais um exercício para praticar. Tente fazer sozinho antes de olhar a resposta.

Vamos partir da expressão e aí construir a tabela verdade e o circuito lógico.

Expressão:

S = ABC + (A’B)

Tabela Verdade:

A	B	C	A.B.C	A’	A’B	S = ABC + (A’B)
0	0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	1	0	0
0	1	0	0	1	1	1
0	1	1	0	1	1	1
1	0	0	0	0	0	0
1	0	1	0	0	0	0
1	1	0	0	0	0	0
1	1	1	1	0	0	1

Circuito Lógico:

Notou a “bolinha” sem preenchimento no final da entrada A? Essa é outra forma de indicar o NOT, dispensando o uso do símbolo NOT.

A pergunta que você deve estar se fazendo é como implementamos isso na prática. Bom , para isso existem os Circuitos Integrados que implementam dentro deles essas portas lógicas e é o que vamos estudar no  próximo capítulo.

Autor

Marcos Pizzolatto