1 circuitos lógicos sequenciais. 2 sumário análise de circuitos sequenciais tabela de transição...

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Circuitos Lógicos Sequenciais

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Sumário

Análise de circuitos sequenciais Tabela de transição de estados Diagrama de estados

Projecto de circuitos sequenciais Modelos de Moore e Mealy Procedimentos de projecto Projecto com flip-flops D Projecto com flip-flops JK

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Tabelas Características

J K Qt+1

0 0

0 1

01

1 1

Qt

0

1

Qt

Flip-flop JKD Qt+1

0

1

0

1

Flip-flop D

T Qt+1

0

1

Qt

Qt

Flip-flop T

S R Qt+1

0 0

0 1

01

1 1

Qt

0

1

?

Flip-flop SR

As tabelas características dos flip-flops são fundamentais para a análise e o projecto de circuitos sequenciais.

Relembrando a aula anterior...

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Análise de Circuitos Sequenciais

Ferramentas para análise e projecto de circuitos sequenciais

Tabela de estados do circuito Equações de entrada dos flip-flops e das

saídas do circuito Diagrama de estados

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Exemplo:

Entradas: X e Y Saídas: Z

6


Tabela de estados

At At+1X Y Z

0

0

0

0

1

1

1

1

0 0

0 1

1 0

1 1

0 0

0 1

1 0

1 1

0

0

0

0

1

1

1

1

0

1

1

0

1

0

0

1

Estadoactual Entradas

Próximoestado Saída

7


Equações Entrada dos Flip-flops:

Saídas do circuito:

Diagrama de estados

YXADA

AZ

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Projecto de Circuitos Sequenciais

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Modelos de Circuitos Sequenciais

Modelo de Moore As saídas dependem apenas do estado No diagrama de estados, o valor das saídas é

representado junto ao estado

Os valores das saídas só se podem alterar após uma transição de estados, ou seja, quando há um impulso de relógio

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Modelo de Mealy As saídas dependem do estado e das entradas No diagrama de estados, o valor das saídas é

representado junto das entradas (na transição de estados)

Os valores das saídas podem-se alterar imediatamente após serem alterados os valores das entradas

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Modelo de Mealy Exemplo de diagrama de estados

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Procedimentos de Projecto

A partir da especificação, obter o diagrama de estados (modelo de Moore ou Mealy)

Atribuir códigos binários a cada estado do diagrama

Obter a tabela de estados

Escolher o tipo de flip-flops a utilizar

Obter as equações de entrada de cada flip-flop

Obter as equações das saídas

Desenhar o circuito

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Projecto com Flip-flops D

Pretende-se obter o circuito correspondente ao seguinte diagrama de estados. Vai-se projectar o circuito utilizando flip-flops D.

Entrada: X

Saída: Y

Nº de estados: 4

Nº de flip-flops: 2

Modelo: Mealy

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Tabela de estados

A B

0 00 00 10 11 01 01 11 1

X

01010101

A' B'

0 00 11 00 11 01 11 10 0

Y

01000100

Estadoactual

Próximoestado

Entrada Saída

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Equações

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Circuito

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Projecto com Flip-flops JK

Projecto com flip-flops JK

Quando se projectam circuitos com flip-flops D, as equações à entrada dos flip-flops são obtidas directamente a partir do próximo estado.

Com flip-flops JK, será necessário derivar equações para as entradas J e K de cada flip-flop. Isso poderá ser realizado com base nas tabelas de excitação dos flip-flops.

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Tabelas de excitação

J K

0 X

1 X

1X

X 0

Flip-flop JK

Qt+1Qt

0 0

0 1

01

1 1

S R

0 X

1 0

10

X 0

Flip-flop SR

Qt+1Qt

0 0

0 1

01

1 1

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Tabelas de excitação

D

0

1

0

1

Flip-flop D

Qt+1Qt

0 0

0 1

01

1 1

T

0

1

1

0

Flip-flop T

Qt+1Qt

0 0

0 1

01

1 1

20


Pretende-se realizar um circuito correspondente ao diagrama de estados anterior, mas utilizando flip-flops JK.

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Tabela de estados

A B

0 00 00 10 11 01 01 11 1

X

01010101

A' B'

0 00 11 00 11 01 11 10 0

Y

01000100

Estadoactual

Próximoestado

Entrada Saída

JA KA J B KB

0 X0 X1 X0 XX 0X 0X 0X 1

0 X1 XX 1

X 1X 0

X 00 X1 X

Entradas dosflip-flops

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Circuito

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Considerações Finais

Flip-flops D vs. flip-flops JK

Flip-flops D – o projecto do circuito é mais simples, mas o circuito resultante é geralmente mais complexo (mais portas lógicas e mais ligações).

Flip-flops JK – o projecto do circuito é mais complicado, mas o circuito resultante é geralmente mais simples.

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