Eletrônica Digital · SENAIRS

Lógica Combinacional

Circuitos cuja saída depende apenas das entradas atuais — sem memória, sem estado interno.

Conceito Base

O que é Lógica Combinacional?

Um circuito combinacional é todo aquele em que o valor da saída é uma função exclusiva das entradas presentes naquele instante. Não existem flip-flops, nem realimentação de memória.

Com n entradas temos 2ⁿ combinações possíveis. A saída é descrita por uma tabela-verdade ou por uma expressão da álgebra booleana.

💡 Diferença-chave: Em circuitos sequenciais a saída depende das entradas e do histórico (memória). Em combinacionais, só as entradas atuais importam.

Visão Geral

Os 7 Blocos Fundamentais

➕

Somador

Realiza adição binária. O meio-somador opera em 2 bits; o somador completo inclui carry-in.

➖

Subtrator

Realiza subtração binária. Implementável com somador + complemento de 2.

🔢

Codificador

Converte 2ⁿ linhas de entrada em n bits de saída (ex.: teclado → BCD).

🔓

Decodificador

Converte n bits em 2ⁿ linhas (ex.: BCD → display 7 segmentos).

🔀

Multiplexador

Seleciona 1 entre 2ⁿ entradas para a saída via bits de seleção.

📡

Demultiplexador

Direciona 1 entrada para 1 entre 2ⁿ saídas — operação inversa do MUX.

🔲

CIs Lógicos

Circuitos integrados prontos: AND, OR, NAND, NOR, XOR — famílias TTL (74xx) e CMOS (4000).

🎮 Simulador Interativo

Teste os Circuitos em Tempo Real

Clique nas abas e alterne as entradas para ver a saída mudar instantaneamente.

Escolha a porta e alterne A e B:

A = 0

B = 0

AND(0,0)

= 0

A	B	AND

Somador completo de 4 bits — alterne cada bit de A e B:

ENTRADA A

A30

A20

A10

A00

ENTRADA B

B30

B20

B10

B00

A = 0000 (0)
B = 0000 (0)
──────────────
S = 00000 (0)

MUX 4:1 — defina as 4 entradas e os bits de seleção S1 S0:

Entradas de dados:

I₀= 0

I₁= 0

I₂= 0

I₃= 0

Bits de seleção:

S₁= 0

S₀= 0

Selecionado: I₀

Y = 0

Decodificador BCD → 7 segmentos. Alterne os bits de entrada (0–9):

B3= 0

B2= 0

B1= 0

B0= 0

Valor: 0 (decimal)

Aprofundamento

Somador Binário — Teoria

O meio-somador recebe A e B e produz Soma e Carry:

• Soma = A ⊕ B (porta XOR)
• Carry = A · B (porta AND)

A	B	Soma (S)	Carry (Co)
0	0	0	0
0	1	1	0
1	0	1	0
1	1	0	1

O somador completo (full-adder) acrescenta um Carry-In, permitindo encadear vários somadores para operar com 8, 16 ou 32 bits.

Meio-Somador

Somador Completo

Aprofundamento

Multiplexador 4:1 — Teoria

Possui 4 entradas de dados (I₀–I₃), 2 bits de seleção (S₁S₀) e 1 saída (Y).

S₁	S₀	Saída Y
0	0	I₀
0	1	I₁
1	0	I₂
1	1	I₃

🎯 Aplicação prática: MUX são usados em barramentos de dados, conversores paralelo-serial e na implementação de qualquer função lógica arbitrária.

Aprofundamento

Codificador e Decodificador — Teoria

Codificador 4:2 — 4 entradas, 2 bits de saída:

I₃	I₂	I₁	I₀	A₁	A₀
0	0	0	1	0	0
0	0	1	0	0	1
0	1	0	0	1	0
1	0	0	0	1	1

Decodificador 2:4 — 2 bits de entrada, 4 saídas (apenas 1 ativa por vez):

A₁	A₀	Y₃	Y₂	Y₁	Y₀
0	0	0	0	0	1
0	1	0	0	1	0
1	0	0	1	0	0
1	1	1	0	0	0

Implementação HDL

Código em Verilog

Somador completo de 1 bit e MUX 4:1 prontos para simulação:

// ── Somador Completo 1-bit ────────────────────── module full_adder ( input A, B, Cin, output Sum, Cout ); assign Sum = A ^ B ^ Cin; assign Cout = (A & B) | (B & Cin) | (A & Cin); endmodule // ── MUX 4:1 ──────────────────────────────────── module mux4to1 ( input [3:0] D, input [1:0] S, output Y ); assign Y = D[S]; endmodule

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Síntese da Aula

Resumo

• Circuito combinacional: saída = f(entradas atuais) — sem memória.
• Somador / Subtrator: base de qualquer ULA.
• Codificador: muitas linhas → poucos bits.
• Decodificador: poucos bits → muitas linhas.
• MUX: roteamento — muitas entradas, 1 saída.
• DEMUX: distribuição — 1 entrada, muitas saídas.
• CIs lógicos: TTL (74xx) e CMOS (4000).

📚 Próxima Aula: Lógica Sequencial — flip-flops, registradores e contadores!

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