ELD - Eletrônica DigitalAula 7 – Circuitos Sequenciais – Contadores

Prof. Antonio Heronaldo de Sousa

Agenda

- Contadores - Conceitos

- Contadores Assíncronos

- Máquina de Estados Finitos

- Contadores Assíncronos com módulo < 2N

- Tipos de contagens

- Contadores Assíncronos Decrescentes

- Contadores Assíncronos UP-DOWN

- Atraso de Propagação

- Contadores Síncronos

- Contadores em CIs

Circuito digital projetado com FF para gerar uma sequência de saída pré-determinada, que muda de acordo com os estados internos. A mudança dosestados está associada a um evento ou uma base de tempo de referência(clock).

Contadores - Conceitos

000 001 010 011 100 101 110 111

Tipos de contadores:

Contadores assíncronos;

Contadores síncronos; e

Contadores em Anel: são construídos diretamente de registradores de

deslocamento.

Contadores Assíncronos

Contadores assíncronos (seriais ou de pulsação – ripple): o primeiro FF é

acionado pelo sinal base (clock) e os demais FFs são disparados pela saída

do FF imediatamente anterior.

Após a contagem máxima, retorna para o zero.

CLK C B A Decimal

0 0 0 0 0

1 0 0 1 1

2 0 1 0 2

3 0 1 1 3

4 1 0 0 4

5 1 0 1 5

6 1 1 0 6

7 1 1 1 7

8 0 0 0 0

9 0 0 1 1

Contadores Assíncronos

Contadores Assíncronos

Implementação de contador assíncrono crescente de 0 a 7:

Contadores Assíncronos

Os estados internos do contador (seu conteúdo) é a contagem de ciclos do clock.

O conteúdo do contador é o número binário formado pelas saídas Q dos N FFs,

sendo o bit menos significativo o que está armazenado no FF ligado diretamente ao

sinal de clock.

O número de estados distintos gerados por um contado indica seu módulo, ou

seja ele é igual a 2N, onde N é o número de FFs utilizados. Quando o módulo é dez,

tem-se um contador de década e quando este varia de 0 a 9, tem-se um contador

BCD.

Funcionam como divisores de frequência, pois o clock é dividido por 2 em cada

FF. Na última saída (FF N) temos o clock dividido pelo módulo do contador

(clock/2N).

Máquina de Estados Finitos

É um modelo matemático usado para representar circuitos sequenciais ou

programas.

Possui um conjunto de estados, dentre os quais o inicial, o atual e o final.

Possui um conjunto de regras de transição de estados, ativas por um sinal de

clock.

Exemplo: uma lâmpada

LIGA-DA

DESLIGADA

liga

desliga

Ace-sa

Liga-da

Desli-gada

liga

desliga

Apa-gada

energia

falta

energia

falta

falta

energia desliga

desliga

Contador 0...7

CLK C B A Decimal

0 0 0 0 0

1 0 0 1 1

2 0 1 0 2

3 0 1 1 3

4 1 0 0 4

5 1 0 1 5

6 1 1 0 6

7 1 1 1 7

8 0 0 0 0

9 0 0 1 1

Máquina de Estados Finitos

Contador 0...5

CLK C B A Decimal

0 0 0 0 0

1 0 0 1 1

2 0 1 0 2

3 0 1 1 3

4 1 0 0 4

5 1 0 1 5

6 0 0 0 0

7 0 0 1 1

8 0 1 0 2

Máquina de Estados Finitos

Contadores assíncronos com módulo < 2N

Para construir um contador com módulo menor do que 2N é necessário

acrescentar uma lógica de controle para reiniciar a contagem.

Contadores assíncronos com módulo < 2N

Exemplo: contador módulo 6

Tipos de contagens

Contadores Assíncronos Decrescentes

Contadores assíncronos (seriais ou de pulsação – ripple): o primeiro FF é

acionado pelo sinal base (clock) e os demais FFs são disparados pela saída

do FF imediatamente anterior.

Contadores Assíncronos Decrescentes

Contadores Assíncronos UP-DOWN

Também conhecidos como contadores assíncronos crescente-descendente.

O primeiro FF é disparado pelo clock e:

1 - Na contagem crescente: UP = 1 e DOWN = 0: os demais FFs são

disparados pela saída normal do FF anterior.

2 - Na contagem descendente: UP = 0 e DOWN = 1. os demais FFs são

disparados pela saída complementar do FF anterior.

Atraso de propagação

O atraso de propagação de cada FF se somam, limitando a frequência de

trabalho.

000 → 001 → 010 → 011 → 000 ?

Contadores Síncronos

Trabalham fazendo com que os FFs mudem o estado de suas saídas no momento

em que ocorre a transição de clock.

Atraso Total = TPD(FF) + TPD(AND)

CI-7493: Contador assíncrono binário de 1, 3 ou 4 bits

CI-7493: Contador assíncrono binário de 1, 3 ou 4 bits

CI-7490: Contador de década assíncrono, divisor por 2 e 5

CI-7490: Contador de década assíncrono, divisor por 2 e 5

CI-74169: Contador binário síncrono de 4-bit up/down

OBS:

CP – clock

D3-D0 – entrada paralela

Q3-Q0 – saída paralela

TC – contador atingiu 0 (down) ou 15 (up)

CEP/CET – fazer cascateamento

CI-74169: Contador binário síncrono de 4-bit up/down

Cascateamento:

Outros Contadores em CIs

CI Função

74163 Contador binário síncrono de 4 bits

74190 Contador síncrono decádico crescente-decrescente