Aula 22.3 - Funções Lógicas no Relé Digital Zélio

A lógica booleana foi desenvolvida por George Boole em meados de 1800. Assim como bem e mal, claro e escuro, fácil e difícil, certo e errado são opostos, na lógica Booleana, o zero representa falso, enquanto o um representa verdadeiro. Para trabalhar com esses valores e torná-los algo lógico, que possa ser aplicado, são necessárias as chamadas Porta Lógicas.

A Porta lógica NOT tem uma entrada chamada A e uma saída chamada S ( "Q" também é usada para a saída porque se usarmos "O" (do inglês "output") ela pode se confundir com zero). A porta lógica NOT é também conhecida como inversor pois inverte o bit de entrada. A tabela mostra o comportamento da porta. Ao atribuirmos o valor 0 a A, S produz um 1. Ao atribuirmos o valor 1 a A, S produz um 0. 

A Porta lógica AND executa uma operação lógica "e" sobre duas entradas, A e B. No português o E é usado para a junção de idéias, na lógica booleana é aplicado da mesma maneira. Essa porta lógica possui dois bits de entrada e um de saída. Para que o bit de saída seja verdadeiro (valor 1) ambos os bits de entrada devem ser verdadeiros. A ideia por trás de uma porta AND é, "Se A = 1 E B = 1, então Q = 1." Podemos notar este comportamento na tabela lógica desta porta. 

Na Porta Lógica OR sua idéia básica é "Se A = 1 OU B = 1 (ou se ambas forem iguais a 1), então S = 1. No português o “ou” tem a função de indicar escolha, na lógica booleana é quase a mesma coisa. Da mesma maneira que a porta AND, a porta OR possui dois bits de entrada e um de saída. Para que o bit de saída tenha o valor um (verdadeiro), pelo menos um dos bits de entrada precisa ser verdadeiro.

Essas são as três portas básicas. É bastante comum que se reconheçam outras duas também: a porta NAND e a porta NOR. Essas são combinações simples da porta AND ou da porta OR com a porta NOT. 

Uma Porta Lógica NAND no português NÃO E é uma Porta Lógica que tem duas ou mais Entradas.
A sua Saída é 0 se e só se todas as suas Entradas são 1. A porta NAND funciona como uma porta AND seguida por uma porta NOT. Ele atua na forma da operação lógica "e" seguido de negação.
A saída é "Falsa" se ambas as entradas são "Verdadeiras". Caso contrário, a saída é "Verdadeira".
O Símbolo Esquemático de uma Porta NÃO E com Duas Entradas é mostrado na figura ao lado juntamente com sua Tabela de Verdade.

Uma Porta Lógica NOR no português NÃO OU é uma Porta Lógica que tem duas ou mais Entradas. A sua Saída é 1 se e só se todas as suas Entradas são 0. O Símbolo Esquemático de uma Porta NÃO OU com Duas Entradas é  mostrado na figura juntamente com sua Tabela de Verdade.
A porta NOR é uma combinação da porta OR seguida por um inversor. Sua saída é "true" se ambas as entradas são "falsas". Caso contrário, a saída é "falso".

A Porta lógica XOR (OR eXclusivo) retorna verdadeiro apenas quando os bits de entrada forem diferentes, ou seja, um deles for verdadeiro (1) e o outro falso (0).

Se ambos os bits de entrada possuir o mesmo valor, o bit de saída será, sempre, falso. A idéia por trás da porta XOR é: "se A= 1 OU B = 1, mas NÃO ambas, então S = 1."
A porta XOR (ou exclusivo) atua da mesma forma como a lógica "ou / ou". A saída é "Verdadeira" se quer, mas não ambos, as entradas são "verdadeiras". A saída é "Falsa" se ambas as entradas são "Falsas" ou se ambas as entradas são "Verdadeiras". Outra maneira de olhar para este circuito é observar que a saída é 1 se as entradas são diferentes, mas 0 se as entradas são iguais.

O Flip-flop Set e Reset
As bobinas com auto retenção são ativadas e desativadas pelas instruções set e reset. Bobinas retentivas são aquelas aquelas capazes capazes de “memorizar” o estado em que se encontra um bit mesmo quando ocorre a desenergização. A instrução set liga uma saída e a mantém ligada mesmo que o contato da entrada deixe de conduzir. Para desligar a saída é utilizada a instrução reset.

O flip-flop "set/reset" ativa (set, muda sua saída para o nível lógico 1, ou retém se este já estiver em 1) se a entrada A ("set") estiver em 1 e a entrada B ("reset") estiver em 0.

O flip-flop desativa (reset, muda sua saída para o nível lógico 0, ou a mantém se esta já estiver em 0) se a entrada B ("reset") estiver em 1 e a entrada A ("set") estiver em 0 quando o clock estiver habilitado.

Se ambas as entradas estiverem em 0 quando o clock for mudado, a saída não se modifica (condição anterior). Se, entretanto, ambas as entradas estiverem em 1 quando o clock estiver habilitado, nenhum comportamento particular é garantido (condição proibida).

A (Set) é a entrada que posiciona a saída S em nível 1. B (Reset) é a entrada que posiciona a saída S em nível 0. S representa o sinal de saída do flip-flop.

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 01/03/2015