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1 / 20 Dois números de 4 bits e cinco LED A fileira dianteira guarda dois números de 4 bits. A é 0111 (7) e B é 1001 (9). Siga a luz por 20 portas até ler 10000, que é 16. Toque numa chave ou escolha outro circuito no controle Circuito.
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01 Dois números de 4 bits e cinco LED A fileira dianteira guarda dois números de 4 bits. A é 0111 (7) e B é 1001 (9). Siga a luz por 20 portas até ler 10000, que é 16. Toque numa chave ou escolha outro circuito no controle Circuito.
02 Uma chave e uma lâmpada No circuito mais simples, X se liga ao LED por uma ponte. Ele segue exatamente a chave: 1 aceso, 0 apagado.
03 O transistor também é uma chave X agora controla a base. Uma pequena corrente permite outra maior entre os dois pinos restantes e acende o LED. Na lógica, o transistor só é usado totalmente em condução ou em corte.
04 Portas feitas de transistores Alguns transistores ligados impõem uma regra. AND dá 1 só se ambas as entradas forem 1. Escolha NOT, OR ou NOR e compare o LED com a tabela-verdade.
05 NAND, a porta mais econômica NAND inverte AND. Em CMOS usa 4 transistores, dois a menos que AND. Qualquer outra porta pode ser construída só com NAND. Ative Transistores por chip.
06 XOR: um ou outro, não ambos XOR dá 1 se as entradas diferem. Sua última linha, 1 e 1 dão 0, é o bit de soma de 1 + 1 binário, em que o 1 passa à próxima coluna.
07 O meio somador XOR e AND recebem os mesmos bits. A e B em 1 dão soma 0 e transporte 1: 10, ou 2. A dupla soma dois bits e nada mais.
08 O somador completo Uma coluna interna tem dois bits e um transporte. Outro meio somador acrescenta o transporte e OR une os dois possíveis. 1 + 1 + 1 dá soma 1 e transporte 1.
09 Quatro bits e um transporte lento Começa em 15 + 0. Ativar B0 leva o transporte do bit 0 ao bit 4, dois atrasos por bit. A 1,2 segundos por atraso, os LED estabilizam em 16 após 8 atrasos.
10 Oito bits levam o dobro O mesmo somador completo oito vezes. 255 + 1 leva transporte por todos os bits e exige 16 atrasos. Cada bit extra soma dois.
11 Antecipar os transportes Cada transporte vem diretamente das entradas: a coluna propaga P ou gera G. 15 + 1 estabiliza em 4 atrasos, com 26 portas em vez de 20.
12 Subtrair somando SUB ativa uma fileira de XOR que inverte B e acrescenta 1 no transporte de entrada. É o complemento de dois: 5 − 7 resulta em 1110, que com sinal é −2.
13 Qual número é maior? O comparador acha o bit de maior peso diferente. 1001 e 0101 diferem primeiro no bit 3, em que A tem 1: A > B acende.
14 Escolher uma de quatro Dois bits escolhem qual entrada chega a Y. Só um AND fica aberto por vez. Multiplexadores escolhem um de vários sinais para um fio.
15 Dos bits ao dígito Cada segmento tem uma soma de produtos: alguns AND e um OR. 1001 acende a, b, c, d, f e g e mostra 9. Também desenha A a F.
16 Um circuito que lembra Duas NOR se realimentam. S em 1 põe Q em 1, que fica assim quando S volta a 0. R reinicia. O laço é a memória mais simples.
17 Só na borda do relógio Seis NAND fazem um biestável D. D pode mudar, mas Q só o recebe quando CLK sobe de 0 a 1. Aperte Pulso de relógio e acompanhe o bit.
18 Contar pulsos Quatro biestáveis guardam um número e um somador calcula o seguinte. Cada pulso o carrega: 0000, 0001, 0010 até 1111.
19 Um circuito, quatro operações A ULA calcula ADD, SUB, AND e OR lado a lado. Dois bits escolhem por multiplexadores qual chega a Y. 12 AND 10 é 1000, que é 8.
20 Sua vez: XOR com NAND Quatro NAND estão ligadas como AND no início. Abaixo dos controles, escolha as entradas até obter XOR nas quatro linhas.
Placa de circuito Placa de 62 × 36 cm. A serigrafia muda com o circuito: nomes de chaves e LED, números de portas e contornos de cada bloco. Chaves de entrada Alavancas na borda dianteira. Azuis para A, vermelhas para B, pretas para o resto e vermelho-escuro para o relógio. LED das chaves Um pequeno LED verde atrás de cada chave mostra o bit enviado: aceso para 1, apagado para 0. Chips de portas Cada chip contém uma porta e seu símbolo. Até 59 na ULA. As etiquetas indicam a última mudança da saída ou quantos transistores a porta exige. Trilhas de cobre Fios impressos. A trilha brilha ao levar 1 e um ponto a percorre quando um novo 1 está a caminho. Ilhas de solda Ilhas estanhadas em cada pino e fim de trilha. Num cruzamento, uma placa real de duas camadas usaria uma via. LED de saída A resposta. Vermelhos para soma, âmbar para transporte, verdes e azuis para outras saídas, como A > B ou Q. Mostrador de 7 segmentos Sete LED em barras, de a a g. O decodificador acende as barras que desenham um dígito hexadecimal. Transistor Um NPN usado como chave. Uma pequena corrente no pino central permite uma corrente maior entre os outros dois.
