IFSP – Campus Cubatão.

Laboratório de Eletrônica Digital – LELD1

Notas de aula sobre CircuitMaker

PROFESSOR CARLOS BARREIRA - MMXV V3 - 1

Conceitos básicos.

O CircuitMaker (CM) é um simulador de circuitos analógicos e digitais. Com ele, é possível

elaborar esquemas de circuitos eletrônicos e simular o funcionamento destes mesmos circuitos.

Vamos apresentar algumas funcionalidades do CM que serão utilizadas ao longo das nossas

aulas. Utilizaremos a versão do estudante (CM 6.0) pois ela é gratuita e, por isso, existem

algumas limitações como por exemplo o número máximo de componentes (50) e a não

funcionalidade de alguns tipos de análise, o que não compromete o uso para o fim que propomos.

Vamos utilizá-lo principalmente para permitir aos que nunca utilizaram um simulador, o façam

sem a necessidade de grandes conhecimentos de uso de softwares. Por ser simples, seu uso é

quase intuitivo, más é logico que é necessário aprofundar os estudos de eletrônica, pois como

poderá ser constatado, para que a simulação seja eficaz é necessário saber o que esperar, é

necessário ter uma boa ideia do que deverá acontecer e principalmente entender os dados

obtidos com o uso do simulador, seja ele qual for. No tempo que temos, veremos apenas alguns

recursos cabendo a cada um, o aprofundamento.

1 – Área de trabalho.

A figura abaixo mostra a área de trabalho do CM.

É na área de trabalho onde serão

desenhados os esquemas dos

circuitos que serão simulados.

Para isso, é necessário localizar

nas bibliotecas do CM, os

componentes desejados. Mais à

frente, veremos as bibliotecas.

Área d e trabalho

Barra de menus e atalhos.

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PROFESSOR CARLOS BARREIRA - MMXIV V2 - 2

2 - DICAS IMPORTANTES.

Ao elaborar um desenho, procure fazê-lo sempre no modo ampliado. Para isso, após

selecionar alguns componentes, pressione a tecla F4. Isso fará a ampliação da imagem

envolvendo todos os componentes que estão na área de trabalho.

Para sair do modo ampliado, use F3.

Não se esqueça de salvar o arquivo. Logo após o posicionamento dos primeiros

componentes, no menu FILE, selecione “SAVE AS”. Dê preferência para salvar no seu PEN

DRIVER. O nome do arquivo é importante. Utilize o mesmo nome utilizado na legenda. Isto

facilita a localização de uma atividade.

Depois da primeira vez, pode-se utilizar apenas SAVE.

A seguir, uma pequena lista de atalhos.

F2 – escala do desenho – visualização.

F4 – modifica a escala ajustando-a para que sejam visualizados todos os componentes

posicionados na área de trabalho.

F3 - retorna a escala de visualização para 100%.

ALT + W – modifica o cursor para “WIRE”, permitindo a interligação dos terminais dos

componentes.

ALT + A – modifica o cursor para “ARROW”, permitindo a seleção do componente.

ALT + D – modifica o cursor para “DELETE”, permitindo que o componente seja apagado.

Um componente fica selecionado quando estiver vermelho. Para isso, basta clicar com o

botão esquerdo do mouse sobre o componente com o cursor “ARROW”

Para DELETAR (Apagar) um componente, ou ROTACIONÁ-LO, basta clicar sobre o

componente com o botão direito do mouse. Será aberta uma caixa com diversas opções.

Para COPIAR o esquema desenhado no CM para um outro programa, como o WORD, basta

selecionar no menu “EDIT”, “COPY TO CLIPBOARD”. Aparecerão duas opções: “CIRCUIT” ou

“WAVEFORMS”. Para colar, pressione CTRL V no local onde quer colar o esquema ou a forma

de onda.

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3 - Elaborando o primeiro esquema.

A primeira providência é informar ao CM qual é o modo de simulação, ou seja, se o circuito será

analógico ou digital.

A imagem ao lado,

mostra o botão onde

podemos selecionar o

modo de simulação.

Visualizando o botão

como uma porta AND (E)

estamos na simulação

digital. Visualizando o

símbolo de um transistor,

estamos no simulador analógico.

Uma vez selecionado o modo digital, vamos localizar os componentes que queremos utilizar.

De forma semelhante aos outros simuladores, no CM os componentes estão organizados em

bibliotecas. As bibliotecas podem ser encontradas no menu parts.

Ao selecionar o

menu parts, uma

caixa será

aberta como a

mostrada a

seguir:

Uma vez

escolhido o

componente,

basta selecionar

o botão PLACE

para que o

mesmo seja

colocado na

área de trabalho.

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Os componentes lógicos podem ser encontrados em bibliotecas (Major Devices Class)

específicas descritas a seguir. Digital: Nesta biblioteca, podemos encontrar alguns instrumentos

como o Data Seq e o Pulser (Minor Divice Class – Instruments) e

na Power, podemos encontrar elementos para prover a

alimentação do circuito como a fonte de tensão e o terra. Digital Animated: Nesta podemos encontrar componentes

animados (que “se movem” ou que trocam de cor). Nela podemos

por exemplo encontrar os LED e os Displays. Digital Basics: Nesta biblioteca serão encontradas portas lógicas

básicas e alguns arranjos de Flip Flops. Digital By Function: Nesta biblioteca, os componentes estão

organizados por tipo. Basta então saber o tipo do componente e

depois selecionar o componente adequado. Por exemplo: vamos

utilizar uma porta lógica NAND. Basta então selecionar esta

biblioteca e depois GATES NAND em Minor Divice Class. Em

Device Symbol pode ser visto uma série de componentes

representados pelo código. Resta então selecionar o componente

da tecnologia que se quer. Digital By Number: Nesta biblioteca encontramos os componen-

tes divididos em números. Em Minor Device Class podemos ver, por exemplo, 40xx que se for

selecionado, à direita em Divice Symbol aparecerão todas as opções de componentes desta série.

Acompanhe as instruções para elaborar um esquemático.

Vamos desenhar o esquema de um circuito contendo uma porta lógica E, chaves para as

variáveis de entrada e um indicador para saber os estados da saída

O primeiro passo é selecionar a porta lógica E. Para isso, siga o caminho indicado abaixo.

Digital Basics; Gates ; 2-In-AND-74LS08

Clique em Place para colocar o

componente na área de trabalho.

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O componente aparecerá na área

de trabalho. Perceba que ele está

bem pequeno. Para ampliar o

desenho do componente utilize F4.

Para selecionar o

componente é necessário clicar com

o botão esquerdo do mouse uma

vez. O componente selecionado

ficará vermelho.

Clicando mais uma vez no componente, más agora com

o botão direito do mouse, será aberta uma caixa de opções,

onde será possível modificar alguns parâmetros do componente.

Para girar um componente, selecione Rotate 90. Cada

vez que clicar sobre esse comando o componente girará 90

graus.

Em Mirror, o componente será espelhado.

Em Move, o componente poderá ser movido pela área de

trabalho.

Para apagar o componente pode usar Delete Itens.

Se for necessário duplicar o componente, selecione Duplicate.

Ao clicar em Edit Device Data, uma outra caixa será aberta. Veja a seguir.

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Nesta caixa, existem vários parâmetros que podem ser

configurados, más apenas dois serão alterados.

Em Label-Value o padrão é mostrar o código/nome do

componente. Este termo poderá ser alterado sem modificar o

funcionamento do circuito. Em Designation, é mostrada a sequência numérica do

componente atribuída pelo próprio software. A recomendação é

que mantenha a designação sugerida. Estes itens podem ser visíveis ou não. Se a caixa Visible

estiver marcada, como no caso da Designação U1A na figura ao

lado, isto indica que o que está escrito será mostrado na área de

trabalho.

Ao terminar, clicle em ok.

Agora, coloque na área de trabalho, o componente onde poderão ser obtidos os valores 1 e 0 que devem existir nas entradas da porta lógica. Isto será feito com a Logic Switch. Localize este componente em:

Digital; Power; Logic Switch

Posicione a Logic Swuitch próximo a uma das

entradas da porta lógica. Gire a Logic Switch de modo

que a saída da chave fique para baixo. Mude o nome

da chave para A.

Duplique a Logic Switch e dê o nome de B.

Localize a biblioteca Digital Aminated. Selecione

Displays e depois Logic Display. Posicione o

componente próximo à saída da porta.

Veja na próxima imagem.

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Agora é necessário interligar os componentes.

Para interligar os componentes (com “fios”) utilizamos a ferramenta

wire.

Perceba que agora o mouse tem

o formato de um sinal de +.

Para interligar os componentes

pode-se fazer o seguinte:

O ponteiro (+) deve ser posicionado no

terminal do componente. Imediatamente

em sua volta será mostrado um

quadrado vermelho, indicando que o

terminal está selecionado.

Uma vez selecionado, o botão esquerdo

do mouse deve ser pressionado e move-se o

ponteiro até o outro terminal, formando assim

uma linha. Ao chegar ao outro terminal, o botão

do mouse será solto e a ligação estará formada. Isso será repetido até completar todas

as ligações. Perceba que quando a interligação é

finalizada, a cor do fio passa para azul.

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Para as chaves, vamos realizar uma ligação diferente. A partir das chaves, será criada uma

linha onde as variáveis A e B estarão disponíveis.

Para isso, vá até o extremo de uma das chaves com o Wire selecionado. Clicle com o botão esquerdo do mouse uma vez e arraste o fio até onde vc achar adequado. Chegando lá, dê dois clicles com o botão esquerdo do mouse e o fio estará feito. Faça isso para a variável B.

Para terminar as ligações, interligue as

entradas da porta na respectiva variável.

Para simular, é necessário clicar no botão

Run/Stop.

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Após clicar no botão Run/Stop, o botão

passa a exibir uma mensagem STOP, indicando

que para parar a simulação, é necessário clicar

novamente no botão.

4 – Realizando uma simulação.

A simulação consiste em testar todas as possibilidades das variáveis de entrada (como na

tabela verdade) e ver o resultado na saída do circuito. Então varie os estados das chaves A e B de

maneira a cumprir todas as combinações previstas na tabela verdade e observe o estado da saída para

cada uma das combinações. Utilize a tabela abaixo para orientação.

Perceba que o resultado visto na tabela verdade após a realização da simulação é igual ao da

tabela verdade da função logica E mostrada em sala de aula.

Repita o procedimento descrito agora para simular um outro componente e para isso monte o

mesmo circuito, mas agora utilize o componente em:

Digital Basics; Gates ; 2-In-OR-74LS32

A

(logic swicth A)

B

(logic swicth A)

S

(Logic display L1)

LOW (0) LOW (0)

LOW (0) HIGH (1)

HIGH (1) LOW (0)

HIGH (1) HIGH (1)