Eletrónica Digital e Circuitos

Código:

FIS3023

Sigla:

FIS3023

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Física

Ocorrência: 2024/2025 - 1S

Ativa?	Sim
Página Web:	https://moodle.up.pt/course/view.php?id=3763
Unidade Responsável:	Departamento de Física e Astronomia
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Ciência de Computadores

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:B	0	Plano de Estudos Oficial	3	-	6	48	162
L:CC	23	Plano estudos a partir do ano letivo 2021/22	2	-	6	48	162
			3
L:G	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2017/18	2	-	6	48	162
			3
L:IACD	2	Plano Oficial a partir do ano letivo 2021/22	3	-	6	48	162
L:M	0	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	48	162
			3
L:Q	0	Plano estudos a partir do ano letivo 2016/17	3	-	6	48	162

Língua de trabalho

Português - Suitable for English-speaking students

Objetivos

Introdução à teoria de circuitos, electrónica analógica básica e sistemas digitais.

Resultados de aprendizagem e competências

No final do curso os alunos deverão ser capazes de:

- entender e aplicar a álgebra Booleana a problemas de lógica;

- reconhecer alguns circuitos digitais básicos relevantes e compreender o seu funcionamento;

A formação em lógica Booleana e os vários exemplos e problemas resolvidos ao longo do curso suportam estes objetivos.

Modo de trabalho

Presencial

Pré-requisitos (conhecimentos prévios) e co-requisitos (conhecimentos simultâneos)

Aritmética e lógica. 

Programa

0.0 Componente Laboratorial

0.1 Introdução a Componentes Básicos e Montagem de Circuitos Simples

0.2 Lei de Ohm, Resistências e Divisores de Tensão

0.3 Circuitos RC e Filtragem de Sinais

0.4 Transístores como Interruptores Digitais

0.5 Utilização e caracterização de Portas Logicas (IC)

0.6 Leitura de Sinais Analógicos e Conversão A/D

1. Introdução à Eletrónica Digital
    1.1. Digital versus analógico
    1.2. Vantagens dos sistemas digitais
2. Sistemas de representação numérica
    2.1. Numeração decimal, binária, octal e hexadecimal
    2.2. Operações aritméticas
    2.3. Numeração em complemento de 2
    2.4. Conversão entre sistemas de numeração
3. Códigos binários
    3.1. Códigos binários
    3.2. Códigos alfanuméricos
4. Álgebra booleana e portas lógicas
    4.1. Portas AND, OR e NOT
    4.2. Portas NAND, NOR
    4.3. Portas XOR e XNOR
    4.4. Inversores
    4.5. Universalidade da porta NAND
5. Simplificação de circuitos lógicos
    5.1. Expressões booleanas de soma de produtos
    5.2. Expressões booleanas de produto de somas
    5.3. Aplicação das leis de De Morgan
    5.4. Utilização de portas lógicas NAND e NOR
    5.5. Mapas de Karnaugh
6. Circuitos integrados TTL e CMOS
    6.1. Circuitos integrados e níveis de integração
    6.2. Circuitos integrados TTL
    6.3. Circuitos integrados CMOS
    6.4. Conversão D/A e A/D
7. Conversão de códigos
    7.1. Codificação
    7.2. Descodificação de BCD para decimal
    7.3. Descodificação de BCD para código de visor de sete segmentos
8. Aritmética binária e circuitos aritméticos
    8.1. Adição e subtração binária
    8.2. Circuitos semi-somador e somador completo
    8.3. Circuitos semi-subtrator e subtrator completo
    8.4. Somadores e subtratores paralelos
    8.5. Utilização de somadores completos
    8.6. Utilização de somadores para subtração
    8.7. Adição e subtração em complemento de 2
9. Circuitos lógicos sequenciais
    9.1. Multivibradores
           9.1.1. Flip-flop SR
           9.1.2. Flip-flop SR com relógio
           9.1.3. Outros tipos de Flip-flops
           9.1.4. Multivibradores astáveis
           9.1.5. Multivibradores monoestáveis
    9.2. Contadores digitais
           9.2.1. Contadores assíncronos
           9.2.2. Contadores paralelos
           9.2.3. Contadores TTL
           9.2.4. Contadores CMOS
    9.3. Relógio digital
    9.4. Latches e buffers de três estados
    9.5. Registos de deslocamento
           9.5.1. Configurações básicas de registos de deslocamento
           9.5.2. Registos de deslocamento TTL
           9.5.3. Registos de deslocamento CMOS
10. Memória de computador
    10.1. Memória RAM
    10.2. Memória ROM
    10.3. Memórias PROM e EPROM
11. Outros dispositivos e técnicas
    11.1. Multiplexadores
    11.2. Desmultiplexadores
    11.3. Matrizes de portas e dispositivos lógicos programáveis
    11.4. Comparador de magnitude
    11.5. Transmissão digital de dados

Bibliografia Obrigatória

Malvino Albert Paul; Digital principles and applications. ISBN: 0-07-039875-5

Bibliografia Complementar

Roger L. Tokheim; Schaum's Outline of Digital Principles, McGraw-Hill Education, 1994
Sedra Adel S.; Microelectronic circuits. ISBN: 0-03-053237-X
Horowitz Paul; The art of electronics. ISBN: 0-521-23151-5 (hardcover)

Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas com exposição da matéria e exemplos;

Aulas praticas com resolução de exercicios.

Aula laboratoriais com montagem experimental e análise de circuitos analogios e digitais.

Palavras Chave

Ciências Tecnológicas > Engenharia > Engenharia electrónica

Tipo de avaliação

Avaliação por exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	100,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo	114,00
Frequência das aulas	48,00
Total:	162,00

Obtenção de frequência

Os alunos têm que frequentar pelo menos 3/4 das aulas teórico-práticas previstas.

Fórmula de cálculo da classificação final

Classificação obtida no exame final.

Avaliação especial (TE, DA, ...)

De acordo com o regulamento da FCUP.

Melhoria de classificação

Unicamente por melhoria do exame final.

Observações

Juri:
Pedro Jorge

Paulo Marques

Manuel J. Marques