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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Contadores
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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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