UNIVERSIDADE SÃO FRANCISCO, CAMPUS BRAGANÇA PAULISTA

FACULDADE DE ENGENHARIA ELÉTRICA

Cibelly Cristina de Oliveira (202308007)

Eduardo Rodrigues Gouvêa (202300772)

Giovana de Lima (202301691)

Vitor Stabuli da Silva (202300900)

LABORATÓRIO: PORTAS LÓGICAS

Bragança Paulista, SP

Agosto de 2023
 Cibelly Cristina de Oliveira (202308007)

Eduardo Rodrigues Gouvêa (202300772)

Giovana de Lima (202301691)

Vitor Stabuli da Silva (202300900)

LABORATÓRIO: PORTAS LÓGICAS

Relatório sobre as ‘Portas Lógicas’ realizada no

dia 16/08/2023 na disciplina de Circuitos
Lógicos.

Professor: André Renato Bakalereskis.

Bragança Paulista, SP

Agosto de 2023
 LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Encapsulamento do tipo DIP 6
Figura 2: Porta lógica OR 9
Figura 3: Porta lógica AND 9
Figura 4: Porta lógica NOT 10
Figura 5: Porta lógica NAND 10
Figura 6: Porta lógica NOR 10
Figura 7: Pinagem do CI 7404 12
Figura 8: Foto do circuito montado com a porta NOT 13
Figura 9: Pinagem do CI 7408 14
Figura 10: Foto do circuito montado com a porta AND 15
Figura 11: Pinagem do CI 7432 15
Figura 12: Foto do circuito montado com a porta OR 16
Figura 13: Pinagem do CI 7400 17
Figura 14: Foto do circuito montado com a porta NAND 18
Figura 15: Pinagem do CI 7402 18
Figura 16: Foto do circuito montado com a porta NOR 19
Figura 17: Circuito combinacional solicitado pelo professor 20
Figura 18: Foto do circuito pedido pelo professor 21
Figura 19: Montagem do desafio 2 22
Figura 20: Montagem do desafio 2 23
 LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Subfamílias TTL 7
Tabela 2: Subfamílias CMOS 7
Tabela 3: Características das portas lógicas 12
Tabela 4: Tabela verdade da porta NOT 13
Tabela 5: Tabela verdade da porta AND 14
Tabela 6: Tabela verdade da porta OR 16
Tabela 7: Tabela verdade da porta NAND 17
Tabela 8: Tabela verdade da porta NOR 19
Tabela 9: Tabela verdade para o circuito combinacional 20
Tabela 10: Tabela verdade do desafio 1 22
Tabela 11: Tabela verdade do desafio 2 24
Tabela 12: Tabela verdade do circuito dado pelo professor 24
 SUMÁRIO

1. INTRODUÇÃO 6
1.1. Características básicas dos circuitos integrados digitais 6
1.1.1. Família TTL 7
1.1.2. Família CMOS 7
1.2. Portas lógicas 8
1.3. Tabela verdade 11
2. METODOLOGIA 11
2.1. Materiais e instrumentos utilizados 11
2.2. Procedimento experimental 11
2.3. Resultados obtidos 12
2.4. Desafio 21
3. CONCLUSÃO 25
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 26
 6

1. INTRODUÇÃO
O objetivo deste relatório é apresentar diante da disciplina de Circuitos Lógicos, os
resultados obtidos durante a atividade prática do dia 16/08 a respeito das características
básicas dos circuitos integrados, o funcionamento de cada um dos CIs utilizados e o
desenvolvimento da tabela verdade para as funções lógicas OR, AND, NOT, NAND e NOR.

1.1. Características básicas dos circuitos integrados digitais

Os circuitos integrados digitais são uma coleção de resistores, diodos e transistores
fabricados em uma única pastilha de material semicondutor (silício), chamada de substrato.
Esta pastilha é encapsulada em uma embalagem protetora de plástico ou de cerâmica, a partir
da qual saem os pinos de conexão. O encapsulamento que utilizamos no laboratório, são do
tipo DIP (Dual In-Line), possuindo o desenho e a disposição dos pinos conforme mostrado
abaixo.

Figura 1 - Encapsulamento do tipo DIP.

Fonte: Material disponibilizado pelo professor.

Os circuitos integrados digitais também podem ser classificados de acordo com o tipo
de componente eletrônico usado em seus circuitos, podendo serem constituídos por
transistores de junção bipolar (CIs bipolares), ou por transistores de efeito de campo
(MOSFET; CIs unipolares).
 7

1.1.1. Família TTL

A família TTL (Transistor-Transistor Logic) é a principal família de CIs digitais
bipolares, tendo como identificação o prefixo 74. Esta família é constituída de várias
subfamílias ou séries, conforme mostra a tabela a seguir.

Tabela 1 - Subfamílias TTL.

Subfamílias Prefixo Exemplo de CI
TTL padrão 74 7404 - seis inversores
TTL Schottky 74S 74S04 - seis inversores
TTL Schottky de baixa potência 74LS 74LS04 - seis inversores
TTL Schottky avançada 74AS 74AS04 - seis inversores
TTL Schottky avançada de baixa potência 74ALS 74ALS04 - seis inversores
Fonte: Material disponibilizado pelo professor.

A diferença entre as subfamílias TTL estão nas suas características elétricas, como:
dissipação de potência, tempos de propagação e velocidade de comutação. A alimentação dos
CIs da família TTL é de 5V, permitindo uma tolerância máxima de ±5%.

1.1.2. Família CMOS

A família CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) utiliza transistores
unipolares, e também está dividida em subfamílias. A série 4000 é a mais antiga da série
CMOS, possuindo muitas funções lógicas da família TTL, mas não foi projetada para ser
compatível pino a pino com os dispositivos TTL. As subfamílias estão demonstradas na
tabela abaixo.
Tabela 2 - Subfamílias CMOS.
Subfamílias Prefixo Exemplo de CI
CMOS de porta metálica; eletricamente incompatível 40 4001 - 4 portas NOR de 2
com TTL entradas
CMOS de porta metálica; pinagem compatível com 74C 74C02 - 4 portas NOR de 2
TTL entradas
CMOS de porta de silício; alta velocidade; pinagem 74HC 74HC02 - 4 portas NOR de 2
compatível com TTL entradas
 8

CMOS de porta de silício; alta velocidade; pinagem 74HCT 74HCT02 - 4 portas NOR de 2
compatível com TTL; eletricamente compatível com entradas
TTL
CMOS avançada; pinagem incompatível com TTL; 74AC 74AC02 - 4 portas NOR de 2
eletricamente incompatível com TTL entradas
CMOS avançada; pinagem incompatível com TTL; 74ACT 74ACT02 - 4 portas NOR de 2
eletricamente compatível com TTL entradas
Fonte: Material disponibilizado pelo professor.

A alimentação dos CIs da família CMOS (que são incompatíveis eletricamente com
TTL) pode estar situado na faixa que vai de +3V a +18V. Os níveis lógicos de entrada para a
família CMOS são representados conforme o diagrama abaixo.

1.2. Portas lógicas

As portas lógicas são circuitos eletrônicos básicos que possuem uma ou mais entradas
e uma única saída. Nas entradas e na saída, podemos associar estados “0” ou “1”, ou seja,
variáveis booleanas. Em eletrônica digital, quando utilizamos portas lógicas, atribuímos às
entradas e às saídas valores de tensão. Além disso, existem vários tipos de portas lógicas,
como por exemplo: porta lógica OR, porta lógica AND, porta lógica NOT, porta lógica NOR,
porta lógica NAND, porta lógica XOR e porta lógica XNOR.
A fim de elucidar quaisquer dúvidas sobre as mesmas, segue a seguir um pequeno
detalhamento dos CI’s usados nessa prática.
- Porta lógica OR: A porta OU (OR, em inglês) possui duas ou mais entradas e
faz o uso do operador de soma lógica. Assim, a saída sempre será igual a “1”
quando uma das entradas for igual a “1” e será “0” somente se todas as
entradas forem “0”.
 9

Figura 2 - Porta lógica OR.

Fonte: Embarcados.

- Porta lógica AND: As portas lógicas E (AND) utilizam-se do operador de

produto lógico. Visto que possui uma ou mais entradas, sua saída será “1”
somente quando todas as entradas forem iguais a “1”.

Figura 3 - Porta lógica AND.

Fonte: Embarcados.

- Porta lógica NOT: A porta lógica NOT, também conhecida como porta
inversora, apresenta na saída um valor contrário ao da entrada.
 10

Figura 4 - Porta lógica NOT.

Fonte: Embarcados.

- Porta lógica NAND: A porta NE ou NAND corresponde a uma porta E com a

saída invertida. A saída é igual a 0 se todas as entradas for 1. A saída é igual a
1 se ao menos uma entrada for 0 ou se todas entradas não forem 1.

Figura 5 - Porta lógica NAND.

Fonte: Embarcados.

- Porta lógica NOR: A porta NOU (NOR) corresponde à uma porta OU com a
saída invertida. A saída será “1” somente se todas as entradas forem “0”.

Figura 6 - Porta lógica NOR.

Fonte: Embarcados.
 11

1.3. Tabela verdade

A tabela da verdade trata-se de uma técnica para determinar como a saída lógica de
um determinado circuito depende dos níveis lógicos presentes nas entradas de cada circuito.
Ou seja, ela define a relação de dependência da saída de um circuito lógico em relação aos
níveis lógicos na sua entrada, representando todas as possíveis combinações. De modo que, o
número de combinações será igual a 2 elevado a N, para uma tabela-verdade de N variáveis
de entrada.

2. METODOLOGIA
Abaixo será apresentado todos os métodos usados para realização do procedimento
experimental.

2.1. Materiais e instrumentos utilizados

Para realização do experimento proposto foram utilizados os seguintes materiais:
● 1 Kit Datapool 8810;
● CI's dedicados : 1 - CI 7400; 1 - CI 7402; 1 - CI 7404; 1 - CI 7408; 1 - CI
7432;
● Fios de ligação para protoboard;
● 1 Multímetro.

2.2. Procedimento experimental

Na aula do dia 16/08 realizamos uma prática portas lógicas e a associação das mesmas
de diferentes maneiras, onde testamos individualmente cada porta do circuito integrado e
construímos a tabela verdade, alternando as entradas entre nível lógico alto (Vcc) e baixo
(GND).
Para a montagem dos experimentos, utilizamos o módulo DATAPOOL 8810
preparado para trabalhar com circuitos lógicos. O módulo possui chaves que representam e
fornecem níveis lógicos "1" e "0" para as famílias lógicas TTL e CMOS. Possui ainda LEDs
indicativos dos níveis lógicos "1" (aceso) e "0" (apagado) aplicados às suas entradas.
Apreendemos também que, todas as conexões devem ser realizadas com módulo desligado e
a necessidade de verificar a posição da chave TTL ou CMOS conforme a tecnologia
utilizada.
 12

2.3. Resultados obtidos

O primeiro passo dado pelo professor foi a identificação dos circuitos integrados
digitais dispostos na bancada quanto às seguintes características:

Tabela 3 - Características das portas lógicas.

Partnumber Descrição da porta lógica Tecnologia Alimentação
7404 Apresenta na saída um valor contrário ao da NOT +5V - Pino 14
entrada.
7408 Sua saída será “1” somente quando todas as AND +5V - Pino 14
entradas forem iguais a “1”.
7432 A saída sempre será igual a “1” quando uma das OR +5V - Pino 14
entradas for igual a “1” e será “0” somente se
todas as entradas forem “0”.
7400 A saída é igual a 0 se todas as entradas for 1. A NAND +5V - Pino 14
saída é igual a 1 se ao menos uma entrada for 0
ou se todas entradas não forem 1.
7402 A saída será “1” somente se todas as entradas NOR +5V - Pino 14
forem “0”.
Fonte: Autoria própria.

Em seguida, fizemos a identificação das pinagens de cada um dos CIs onde

verificamos as entradas e saídas das portas e os pinos de alimentação. Seguindo pelo roteiro,
a primeira porta analisada foi a inversora, também conhecida como porta NOT, que possui o
partnumber 74 X 04. Segue adiante a pinagem da mesma.

Figura 7 - Pinagem do CI 7404.

Fonte: BLOG ELETROGATE.

Inserimos adequadamente o CI inversor (NOT) no protoboard do módulo, fizemos as

conexões da alimentação do CI apropriadamente e obtivemos a tabela verdade de tal circuito.
 13

Tabela 4 - Tabela verdade da porta NOT.

IN OUT
0 1
1 0
Fonte: Autoria própria.

Figura 8 - Foto do circuito montado com a porta NOT.

Fonte: Autoria própria.

Após, repetimos o mesmo procedimento com a porta lógica AND, que tem como
partnumber 74 X 08. Dado isso, segue abaixo a pinagem do respectivo CI.
 14

Figura 9 - Pinagem do CI 7408.

Fonte: BLOG ELETROGATE.

Realizamos a acomodação e as conexões de maneira assertiva no protoboard do

módulo, de modo que obtivemos a seguinte tabela verdade.

Tabela 5 - Tabela verdade da porta AND.

IN-A IN-B OUT
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Fonte: Autoria própria.
 15

Figura 10 - Foto do circuito montado com a porta AND.

Fonte: Autoria própria.

Dando sequência, realizamos o mesmo processo com o CI OR, que detém os números
74 X 32 como partnumber. Considerando esses fatores, posteriormente é apresentada a sua
pinagem.

Figura 11 - Pinagem do CI 7432.

Fonte: BLOG ELETROGATE.

 16

Visando obter sucesso, fizemos a inserção e as conexões da porta lógica de maneira

correta que resultou em tal tabela verdade.

Tabela 6 - Tabela verdade da porta OR.

IN-A IN-B OUT
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Fonte: Autoria própria.

Figura 12 - Foto do circuito montado com a porta OR.

Fonte: Autoria própria.

 17

Partindo para a porta lógica NAND, de partnumber 74 X 00, verificamos por meio do
seu datasheet a sua pinagem e os pinos solicitados. Na imagem a seguir, podemos observar os
itens citados anteriormente.

Figura 13 - Pinagem do CI 7408.

Fonte: BLOG ELETROGATE.

Inserimos o CI no protoboard do módulo e alimentamos o circuito apropriadamente, a

fim de obter a sua tabela verdade, que segue abaixo.

Tabela 7 - Tabela verdade da porta NAND.

IN-A IN-B OUT
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Fonte: Autoria própria.
 18

Figura 14 - Foto do circuito montado com a porta NAND.

Fonte: Autoria própria.

Por fim, identificamos a pinagem da porta lógica NOR e os pinos pedidos pelo
professor, que possui partnumber 74 X 02, por meio de seu datasheet. Isso pode ser visto na
imagem em sequência.
Figura 15 - Pinagem do CI 7402.

Fonte: BLOG ELETROGATE.

 19

Realizamos a montagem do circuito no protoboard e obtivemos a seguinte tabela

verdade.

Tabela 8 - Tabela verdade da porta NOR.

IN-A IN-B OUT
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Fonte: Autoria própria.

Figura 16 - Foto do circuito montado com a porta NOR.

Fonte: Autoria própria.

 20

Terminada a primeira etapa, partimos para a álgebra booleana, onde montamos o

circuito apresentado abaixo e desenvolvemos sua tabela verdade.

Figura 17 - Circuito combinacional solicitado pelo professor.

Fonte: Material disponibilizado pelo professor.

Tabela 9 - Tabela verdade para o circuito combinacional.

CH A CHA B OUT
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Fonte: Autoria própria.
 21

Figura 18 - Foto do circuito pedido pelo professor.

Fonte: Autoria própria.

Foi possível notar, por meio da tabela verdade do circuito, que a saída somente está
em nível lógico alto, ou seja, está em “1” quando as entradas são iguais. Além disso, essa
maneira de organizar as portas lógicas AND, OR e NOT é equivalente a porta
Exclusive-NOR ou XNOR (CI 7486).

2.4. Desafio
Ao final do procedimento experimental, o professor passou dois desafios para testar
nossos conhecimentos a respeito das portas lógicas. O primeiro consistia em desenvolver um
sistema digital o qual fica monitorando quatro sensores (ON/OFF) e quando esses sensores
forem acionados simultaneamente um alarme é ativado, e a partir disso montar a tabela
verdade desse circuito.
Em grupo, desenvolvemos um circuito que consiste na junção de 2 portas AND para
representar os quatro sensores ligados a 1 porta AND. Segue abaixo a foto da montagem do
circuito e sua tabela verdade.
 22

Figura 19 - Montagem do desafio 1.

Fonte: Autoria própria.

Tabela 10 - Tabela verdade do desafio 1.

A B C D S
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
 23

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
Fonte: Autoria própria.

No segundo desafio, o professor apresentou um circuito lógico no quadro, utilizando a

universalidade das portas NAND, e pediu para que fizéssemos um circuito equivalente ao
original utilizando o mínimo de circuitos integrados e montasse a tabela verdade dos dois
circuitos, a fim de comparar as mesmas.
Visto isso, montamos um circuito que era formado por três portas lógicas, sendo duas
portas NAND com as suas saídas conectadas em outra porta NAND. Adiante podemos ver a
imagem do circuito montado no módulo do protoboard e sua tabela verdade.

Figura 20 - Montagem do desafio 2.

Fonte: Autoria própria.

 24

Tabela 11 - Tabela verdade do desafio 2.

A B C D S
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 0
0 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 1
1 1 0 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 1
1 1 1 1 1
Fonte: Autoria própria.

Em seguida, podemos ver a tabela verdade do circuito apresentado pelo professor,

onde se nota que as duas são idênticas mesmo os dois circuitos sendo diferentes.

Tabela 12 - Tabela verdade do circuito dado pelo professor.

A B C D S
0 0 0 0 0
0 0 0 1 0
0 0 1 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 0 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 0
 25

0 1 1 1 1
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 1
1 1 0 0 1
1 1 0 1 1
1 1 1 0 1
1 1 1 1 1
Fonte: Autoria própria.

3. CONCLUSÃO
A partir do procedimento experimental envolvendo portas lógicas, conseguimos
aprimorar nossos conhecimentos a respeito dos circuitos digitais e seu funcionamento ao
mesclarmos as portas AND, OR, NOT, NAND e NOR nos arranjos, além de desenvolvermos
a tabela verdade de cada um deles. Em suma, a prática foi de grande importância, visto que
podemos entrar em contato com os equipamentos utilizados e fixar o conteúdo aprendido ao
longo das aulas desse semestre.
 26

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BLOG ELETROGATE. Introdução às Portas Lógicas. Disponível em:

https://blog.eletrogate.com/introducao-as-portas-logicas/. Acesso em: 26 ago. 2023.

DIAGO, Ronaldo; AMARAL, Valder Moreira. Eletrônica: Eletrônica Digital. 4. ed. São
Paulo: Fundação Padre Anchieta, 2011. p. 31-36.

EMBARCADOS. Portas Lógicas. Disponível em:

https://embarcados.com.br/portas-logicas/. Acesso em: 24 ago. 2023.

MANUAL DA ELETRÔNICA. O que são portas lógicas? Tipos e características!.

Disponível em:
https://www.manualdaeletronica.com.br/o-que-sao-portas-logicas-tipos-caracteristicas/.
Acesso em: 23 ago. 2023.

MATERIAL DIDÁTICO DO INSTITUTO METRÓPOLE DIGITAL - IMD. Circuito

Exclusive-NOR (XNOR). Disponível em:
https://materialpublic.imd.ufrn.br/curso/disciplina/2/17/7/6. Acesso em: 24 ago. 2023.