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Prof. Jeferson Fraytag

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

SECRETARIA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL E TECNOLÓGICA

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SANTA CATARINA

BACHARELADO EM CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

DISCIPLINA: ELETRÔNICA DIGITAL

CONTADORES DIGITAIS(Unidade 6)

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Flip-Flop

O flip-flop é um circuito derivado do Latch, no qual a mudança de estadoocorre durante a transição do sinal de Clock.

Transição Positiva (Borda de subida) Clock de 0 para 1

Transição Negativa (Borda de descida) Clock de 1 para 0

...RELEMBRANDO...

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Qual a diferença entre Flip-Flop e Latch?

O flip-flop é sensível à transição do sinal de clock;

O Latch é sensível ao nível do sinal;

Tipos Básicos de Flip-Flop’s

→ Flip-Flop SR

→ Flip-Flop D

→ Flip-Flop JK

Para o Flip-Flop assumir um estado de saída (0 ou 1), é necessário que haja uma combinação das variáveis de

entrada e de um pulso de clock.

...RELEMBRANDO...

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Flip-Flop SR

...RELEMBRANDO...

Entradas Saída

CLK S R QA QF

0 0 0 Não-Muda

0 1 0 Q = 0

1 0 0 Q = 1

1 1 1 Inválida

O flip-flop é sensível à transição do sinal de clock (Bordas);

FLIP-FLOP SR

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Flip-Flop JK

...RELEMBRANDO...

Entradas Saídas

CLK J K QA QF

0 0 0 0 (Não-Muda)

0 0 1 1 (Não-Muda)

0 1 X Q = 0 (Reset)

1 0 X Q = 1 (Set)

1 1 0 1 (Troca - Toggle)

1 1 1 0 (Troca - Toggle)

Este FF é considerado a evolução do FF SR, pois possui a possibilidade do “Toggle”

O flip-flop é sensível à transição do sinal de clock (Bordas);

FLIP-FLOP JK

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CONTADORES DIGITAIS(Introdução e Princípio de Operação)

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Contadores

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O que é um Contador?

Circuito sequencial capaz de realizar a contagem de bits;

Composto por uma associação de Flip-Flop’s.

O processo de contagem é realizado quando ocorre um evento no circuito. Tal evento é determinado pelo sinal de Clock

Tipos de contadores

→ Síncronos: Os Flip-Flop’s possuem a mesma entrada de Clock

→ Assíncronos: O Clock do Flip-Flop corresponde a saída do Flip-Flop anterior

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Contadores

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O que é um Contador?

Circuito sequencial capaz de realizar a contagem de bits;

Composto por uma associação de Flip-Flop’s.

O processo de contagem é realizado quando ocorre um evento no circuito. Tais eventos são determinados pelo sinal de Clock

→ Crescente (ascendente): Inicia em zero e vai até o valor máximo (módulo).

→ Decrescente (descendente): Inicia no valor máximo (módulo) e vai até zero.

Exemplo:

*Contador crescente de módulo 4: (00 → 11) ou (0 → 3)

*Contador decrescente de módulo 8: (111 → 000) ou (7 → 0)

Módulo = 2n

n = número de FF’s

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CONTADOR ASSÍNCRONO CRESCENTE(Princípio de Operação)

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Contadores

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Contador Assíncrono Crescente

Flip-Flop T: Neste elemento, o qual é derivado do FF JK, quando T = 1 cadatransição do sinal de Clock causa uma inversão lógica na saída normal do FF,bem como na saída barrada.

Contador de Módulo 4:

O bit menos significativo da contagem será o mais próximo ao sinal de Clock

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0 1 2 3

Contadores

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Contador Assíncrono Crescente

Funcionamento do contador (0 → 3):

0 1 2 3...e assim por diante...

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Contadores

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Contador Assíncrono Crescente

Tarefa: Monte no Logisim um contador assíncrono crescente que realize acontagem binária de 0 até 15. Utilize FF’s sensíveis a borda de descida.

Contador de Módulo 16:

D C B A

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CONTADOR ASSÍNCRONO DECRESCENTE(Princípio de Operação)

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Contadores

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Contador Assíncrono Decrescente

Este tipo de contador é também baseado em um arranjo de FF’s T, capazes derealizar a contagem de um valor máximo até zero.

Contador de Módulo 4:

Neste tipo de contador, utilizam-se a resposta da saída barrada dos FF’s T

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3 2 1 0

Contadores

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Contador Assíncrono Decrescente

Funcionamento do contador (3 → 0):

3 2 1 0...e assim por diante...

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CONTADOR ASSÍNCRONO CRESCENTE/DECRESCENTE(Princípio de Operação)

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Contadores

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Contador Assíncrono Crescente/Decrescente

Este tipo de contador deve ser capaz de contar de forma crescente, ou aindadecrescente, dependendo da escolha adotada.

...Crescente... ...Decrescente...

Como fazer isso?

Necessidade de colocar um elemento de seleção - MUX

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Contadores

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Contador Assíncrono Crescente/Decrescente

Up/Down = 1, a contagem é crescente. Up/Down = 0, a contagem é decrescente.

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CONTADOR SÍNCRONO CRESCENTE(Princípio de Operação)

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Contadores

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Contador Síncrono Crescente

Os contadores síncronos são caracterizados por todos os FF’s estaremconectados ao mesmo sinal de Clock.

Projeto: Deseja-se realizar um contador síncrono crescente capaz

de contar de 0 até 7 (Módulo 8)

Contagem Q2 Q1 Q0

0 0 0 0

1 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0

5 1 0 1

6 1 1 0

7 1 1 1

A e B devem estar em 1 para que o

próximo número da contagem seja o 4

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Contadores

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Contador Síncrono Crescente

Circuito Equivalente:

Contador de Módulo 8:

Bit menos significativo

𝑸𝟎

𝑸𝟎

𝑸𝟏

𝑸𝟏

𝑸𝟐

𝑸𝟐

𝑸𝟎 𝑸𝟏

𝑸𝟐𝑸𝟎. 𝑸𝟏

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Contador Síncrono Crescente

𝑸𝟎

𝑸𝟏

𝑸𝟐

𝑸𝟎. 𝑸𝟏

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APLICAÇÕES DOS CONTADORES(Princípio de Operação)

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Contadores

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Exemplo de Aplicação

Divisor de frequência:

Na saída de cada FF, a frequência do sinal é

exatamente a metade da frequência do clock do FF

fCLK

fCLK

2

fCLK

4

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Contadores

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Exemplo de Aplicação

Semáforos digitais:

Contadores Decrescentes (Síncronos ou Assíncronos)

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Contadores

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Exemplo de Aplicação – Trabalho Final

Relógios digitais:

Clock com uma frequência de 1Hz, normalmente gerado a partir

de um Cristal de Quartzo

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Contadores

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Exemplo de Aplicação – Trabalho Final

Relógio digital (Diagrama de Blocos):

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Até a Próxima Aula!!

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