DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Disciplina: Sistemas Digitais I

Código: 30-377

Carga Horária: 80h (Teórica: 50h) (Prática: 30h)

Créditos: 04 

EMENTA

Sistemas de numeração e códigos. Operações aritméticas em diferentes sistemas de numeração. Famílias, portas lógicas e álgebra Booleana. Mapas de Karnaugh. Comparadores. Multiplexadores e demultiplexadores. Displays. Conversores de código. Projetos de circuitos combinacionais em VHDL e FPGA.

OBJETIVOS

A disciplina tem por objetivo desenvolver habilidades para compreender, analisar e implementar circuitos lógicos combinacionais, a fim de capacitar o egresso para resolver problemas de aplicação na área de eletrônica digital. Da mesma forma, promover senso reflexivo e crítico para o desenvolvimento de soluções criativas.

 Para atender estas competências, elencam-se alguns objetivos específicos:

- Analisar, compreender e aplicar lógica combinacional para solucionar circuitos lógicos simples.

- Implementar circuitos lógicos simples usando portas básicas, álgebra booleana e Teorema DeMorgan para a simplificação de circuitos lógicos e expressões lógicas.

- Formular e conceber métodos adequados de projetos para soluções de Engenharia.

- Interpretar problemas teóricos e aplicados com o auxílio de ferramentas computacionais para validação dos conteúdos abordados.

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 01 – SISTEMAS NUMÉRICOS

Esta unidade visa estudar a representação e conversão entre sistemas de numeração binário, decimal, octal e hexadecimal, códigos BCD e Gray.

Atividade Prática: Realização de listas de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

UNIDADE DE ENSINO 02 – PORTAS LÓGICAS E ÁLGEBRA BOOLEANA

Esta unidade visa estudar famílias lógicas, projetar e implementar circuitos com portas lógicas, interpretar tabelas-verdades, realizar simplificação de circuitos lógicos a partir dos teoremas Booleanos e DeMorgan. 

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório, realização de lista de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino  02.

UNIDADE DE ENSINO 03 – MAPAS DE KARNAUGH

Esta unidade visa utilizar o método do mapa de Karnaugh para simplificar circuitos lógicos.

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório, realização de lista de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino  03.

UNIDADE DE ENSINO 04 – CIRCUITOS ARITMÉTICOS 

Esta unidade visa descrever as operações básicas de uma unidade lógica e aritmética, e utilizar circuitos aritméticos para realizar operações de um circuito somador/subtrator.

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório, realização de lista de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 04.

UNIDADE DE ENSINO 05 – COMPARADORES, MULTIPLEXADORES E DEMULTIPLEXADORES

Esta unidade visa estudar, analisar e projetar circuitos combinacionais comparadores, multiplexadores e demultiplexadores.

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório, realização de lista de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 05.

UNIDADE DE ENSINO 06 – CODIFICADORES E DECODIFICADORES

Esta unidade visa estudar displays de 7 segmentos, analisar e estudar decodificadores e codificadores para projetos com circuitos lógicos.

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório, realização de lista de exercícios para fixação dos conteúdos trabalhados.

 UNIDADE DE ENSINO 07 – PROJETOS COMBINACIONAIS EM VHDL E FPGA

Esta unidade visa descrever dispositivos lógicos programáveis com a implementação de circuitos lógicos combinacionais em VHDL e FPGA.

Atividade Prática: Realização de atividades de simulação em software e prática em laboratório para fixação dos conteúdos trabalhados.

TDE – Atividades conforme normatização envolvendo os conteúdos da Unidade de Ensino 07.

 METODOLOGIA

Visando desenvolver competências apresentadas, as aulas serão desenvolvidas de forma variada e terão como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos), e a ativa. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, poderão ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, a contextualização das atividades práticas serão direcionadas em laboratório e softwares de simulação. Os alunos desenvolverão Trabalhos Discentes Efetivos (TDE) no total de 20h, envolvendo pesquisas bibliográficas, resolução de exercícios, projetos direcionados com e sem auxílio de softwares específicos envolvendo a aplicação dos conceitos trabalhados à área de eletrônica digital. A fixação dos conteúdos será por meio de resolução de exercícios, estudo de casos, atividades de laboratório e relatórios.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina se propõe a verificar se as competências técnicas, cognitivas e comportamentais propostas neste plano de ensino foram desenvolvidas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e TDE’s (20% da nota). 

As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito o valor de cada questão.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

IDOETA, I. V. Elementos de eletrônica digital. 41. ed. São Paulo: Érica, 2012.

GARCIA, P. A. Eletrônica digital: teoria e laboratório. 2. ed. São Paulo: Érica, 2013.

TOCCI, R. L. Sistemas digitais: princípios e aplicações. 11. ed. São Paulo: Pearson, 2014.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR 

BIGNELL, J.; DONOVAN, R. Eletrônica digital. 5. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2010.

COSTA, C. Elementos de Lógica Programável com VHDL e DSP: teoria e prática. São Paulo, Érica, 2014.

KARIM, M. A.; CHEN, X. Projeto digital: conceitos e princípios básicos. Rio de Janeiro: LTC, 2009.

LOURENÇO, A. C. de et al. Circuitos digitais. 9. ed. São Paulo: Érica, 2013.

WEEKS, M. Digital signal processing: using MATLAB and wavelets. 2. ed. Massachusetts: Jones & Bartlett Publishers, 2011.