Somador De Números Binários De Números Com Sinal

                                                      RELATÓRIO

PRÁTICA 4: SOMADOR DE NÚMEROS BINÁRIOS DE NÚMEROS COM SINAL

Mateus de Moura Ferreira Moreira- 20249051002.          2025.1

RESUMO:

Este relatório apresenta o desenvolvimento de três montagens de circuitos digitais, com o propósito de reforçar e aprofundar o entendimento teórico sobre operações aritméticas e lógicas envolvendo números binários. As atividades práticas foram realizadas utilizando o circuito integrado 74283, associado a outros componentes lógicos da família TTL. As montagens tiveram como objetivo implementar operações com números binários, considerando tanto valores com sinal quanto sem sinal, utilizando estruturas de lógica combinacional. Isso possibilitou a observação e a análise de fenômenos importantes, como a ocorrência de estouro de capacidade.

PALAVRA-CHAVE:

Circuitos digitais. CI 74283, Lógica combinacional, Complemento de 2, Somador, Estouro de capacidade, Números binários com sinal.

OBJETIVOS;

I. Utilizar uma porta lógica XOR de duas entradas para implementar a operação unária de negação em números binários de 4 bits.

II. Aplicar um somador binário para a realização de operações de adição, considerando números com e sem sinal.

III. Analisar a ocorrência de estouro de capacidade (overflow) em somadores binários, avaliando diferentes

codificações numéricas (sem sinal e em complemento de dois).

IV. Implementar operações de soma e subtração de números com sinal, codificados em complemento de dois, utilizando somadores binários.

V. Ampliar o emprego do circuito integrado 74283 como elemento de construção na criação de somadores com maior largura de bits.

MATERIAL UTILIZADO;

CI 7486 (porta XOR)

CI 7404 (inversores)

CI 7408 (portas AND)

CI 7432 (portas OR)

CI 74283 (somador binário de 4 bits)

Fios de conexão(jumprs)

Bancada (EXSTO).

FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA;

Esta prática fundamenta-se nos conceitos de circuitos digitais e portas lógicas básicas (AND, OR, XOR e NOT), essenciais à construção de sistemas binários. Aborda-se a representação de números em binário, com ênfase nas codificações sem sinal e em complemento de dois, bem como nos métodos de complemento de um e na detecção de overflow. Analisa-se, ainda, o funcionamento do circuito integrado 74283, somador binário de 4 bits, com destaque para o uso dos sinais de carry-in e carry-out na ampliação da largura de somadores e na identificação de estouros de capacidade. Esses fundamentos sustentam a implementação e a análise dos circuitos propostos.

MONTAGENS:

1. PRIMEIRA MONTAGEM: Seletor de Função Igualdade/Complemento de 1.

A primeira montagem teve como objetivo a construção de um seletor de função para números binários de 4 bits, capaz de operar em dois modos distintos:

Igualdade (CL = 0): compara o valor de entrada com zero e indica se ambos são iguais;Complemento de 1 (CL = 1): realiza a inversão de todos os bits do número de entrada.Para a implementação, utilizou-se o circuito integrado 7486 (porta XOR) como componente principal. A operação desejada é determinada pela entrada de controle CL, e os resultados são disponibilizados nas quatro linhas de saída (Z0–Z3). A verificação do correto funcionamento foi realizada através da elaboração de uma tabela-verdade simplificada, contemplando os dois modos de operação.

2.CIRCUITO LÓGICO;

[pic 1]

3.CIRCUITO ELÉTRICO;

[pic 2]

4. TABELA VERDADE;

ENTRADAS		SAÍDAS	VERIFICAÇÃO
CL	P0P1P2P3	L0L1L2L3
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

A tabela completa possui 32 linhas, mas pode ser simplificada para mostrar apenas as operações principais (igualdade e complemento de 1), de acordo com a entrada CL.

SEGUNDA MONTAGEM:

A segunda montagem teve como propósito o desenvolvimento de um circuito detector de estouro de capacidade, essencial em operações aritméticas com números binários com sinal, particularmente na representação em complemento de dois. O circuito é responsável por identificar situações em que o resultado de uma operação ultrapassa os limites de representação estabelecidos pela quantidade de bits disponível.

O overflow ocorre nas seguintes condições:

Quando a soma de dois números positivos resulta em um número negativo;

Quando a soma de dois números negativos resulta em um número positivo.

O projeto do circuito considerou como entradas os bits de sinal dos operandos e do resultado. A partir dessas informações, operações lógicas são realizadas para indicar a ocorrência de estouro de capacidade.

1. CIRCUITO LÓGICO;

[pic 3]

1. CIRCUITO ELÉTRICO;

[pic 4]

1.   TABELAS VERDADE;

 

CHAVE A3	CHAVE B3	CHAVE S3	SAÍDA	LED´S V
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	0	0
0	1	1	0
1	0	0	0
1	0	1	0
1	1	0	1
1	1	1	0

A Tabela de verificação na prática demonstra que o LED de saída acende apenas quando há estouro de capacidade, validando o correto funcionamento do circuito.