flip flops parte 1

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FLIP FLOPS – Parte 1 CIRCUITOS DIGITAIS CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO

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Page 1: Flip Flops Parte 1

FLIP FLOPS – Parte 1CIRCUITOS DIGITAIS

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO

Page 2: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

• Circuitos lógicos combinacionais:

• Níveis lógicos de saída dependem apenas dos níveis lógicos presentes nas entradas

• Nenhuma condição de entrada anterior tem efeito sobre as saídas atuais

• Não possui memória

• SISTEMAS DIGITAIS:

• Compostos de circuitos lógicos combinacionais e circuitos de memória

Page 3: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

Circuitos lógicos combinacionais:

Recebe sinais lógicos tanto dasentradcas externas quanto dassaídas dos elementos dememória.

Opera sobre as entradasproduzindo diversas saídas.

Algumas saídas são usadas paradeterminar os valores que serãoarmazenados na memória.

Page 4: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

Memória:

As saídas da memória sãoconectadas em portas lógicas nocircuito combinacional.

As saídas externas de um sistemadigital são funções tanto dasentradas externas quanto dasinformações armazenadas namemória.

Page 5: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

• FLIP-FLOP: elemento de memória mais importante em umsistema digital.

• Uma porta lógica não consegue armazenar nada, mas váriasportas lógicas podem ser conectadas de forma a conseguiristo.

• REALIMENTAÇÃO: saídas das portas lógicas são conectadas devolta à entradas de forma apropriada.

Page 6: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

Símbolo genérico usado para FFs.Possui duas saídas: Q e Q barrado.Q é a saída normal do FF.Q barrado é a saída invertida do FF.O estado do FF é sempre o estado da saída normal Q.Q barrado é o estado no nível lógico invertido.

Page 7: Flip Flops Parte 1

INTRODUÇÃO

Um FF pode ter uma ou mais entradas usadas para fazer com que o FFcomute entre os possíveis estados de saída.

A maioria das entradas do FF precisa ser apenas momentaneamenteativada (ou pulsada) para provocar a mudança de estado na saída do FF.

A saída permanece no novo estado mesmo após o pulso de entradaterminar (mantém o estado - memória)

FF também é conhecido como LATCH ou MULTIVIBRADOR BIESTÁVEL.

Page 8: Flip Flops Parte 1

LATCH COM PORTAS NAND

• Entradas são ativas em nível BAIXO.

• As saídas mudarão quando as entradas forem pulsadas para

BAIXO.

• O latch da porta NAND ou simplesmente latch é um FF

básico.

Entradas são SET e CLEAR (RESET):

• (a) Quando o latch é setado: Q = 1 e Q = 0

• (b) Quando o latch é limpo ou resetado: Q = 0 e Q = 1

• As entradas SET e RESET estão em repouso no estado

ALTO

• Uma delas é pulsada em nível baixo sempre que é

necessário alterar as saídas

Page 9: Flip Flops Parte 1

LATCH COM PORTAS NAND

ANALISANDO O CIRCUITO

Entradas: SET = RESET = 1Saídas: Q = 0 e Q = 1

As entradas da NAND 2 são 0 e 1 Portanto, Q = 1 Q faz com que a NAND 1 tenha nível 1

em ambas as entradas para gerar 0 nasaída Q

Portanto, nível baixo na saída da NAND1 que gera um nível alto na saída aNAND 2 que, por sua vez, MANTÉM asaída da NAND 1 em nível baixo

Page 10: Flip Flops Parte 1

LATCH COM PORTAS NAND

ANALISANDO O CIRCUITO

Entradas: SET = RESET = 1Saídas: Q = 1 e Q = 0

Nível alto na saída da NAND 1 geranível baixo na saída da NAND 2, que,por sua vez, MANTÉM a saída daNAND 1 em nível alto.

CONCLUINDO:Quando SET = RESET = 1 DOIS estados desaída são possíveis para o FF

O estado ATUAL da saída do FF dependesempre do que aconteceu anteriormentenas entradas.

Page 11: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

1

1

1

Q = 0

0

01

Q = 1

0

1

ESTADO DE REPOUSOSET = 1 | RESET 1 | Q = 0 | Q = 1

Page 12: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

1

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

ESTADO DE REPOUSOSET = 1 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 13: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

1

1

1

Q = 0

1

01

Q = 1

0

0

1. SET = 1 | RESET 1 | Q = 0 | Q = 1

Page 14: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

0

1

1

Q = 1

0

01

Q = 1

1

1

2. Fazer SET = 0SET = 0 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 1

Page 15: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

0

1

1

Q = 1

1

11

Q = 0

1

0

3. SET = 0 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 16: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

0

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

4. SET = 0 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0MANTÉM O ESTADO

Page 17: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

1

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

5. FAZER SET = 1 também mantém o estadoSET = 1 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 18: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

0

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

6. FAZER SET = 0 também mantém o estadoSET = 0 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 19: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO SET

1

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

7. FAZER SET = 1 também mantém o estadoSET = 1 | RESET 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 20: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

0

1

Q = 0

0

01

Q = 1

0

1

1. RESET = 0 | SET = 1 | Q = 0 | Q = 1

Page 21: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

1

1

Q = 0

0

01

Q = 1

0

1

2. RESET = 1 | SET = 1 | Q = 0 | Q = 1NÃO MUDA

Page 22: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

1

1

Q = 1

0

01

Q = 1

0

1

3. RESET = 1 | SET = 1 | Q = 1 | Q = 1

Page 23: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

1

1

Q = 1

1

11

Q = 0

0

0

4. RESET = 1 | SET = 1 | Q = 1 | Q = 0

Page 24: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

1

0

Q = 1

1

10

Q = 0

1

0

5. RESET = 1 | SET = 1 | Q = 1 | Q = 0NÃO MUDA

Page 25: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

0

1

Q = 1

1

11

Q = 1

0

1

6. RESET = 0 | SET = 1 | Q = 1 | Q = 1

Page 26: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

0

1

Q = 0

1

11

Q = 1

0

1

7. RESET = 0 | SET = 1 | Q = 0 | Q = 1

Page 27: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

0

1

Q = 0

0

01

Q = 1

0

1

8. RESET = 0 | SET = 1 | Q = 0 | Q = 1

Page 28: Flip Flops Parte 1

OPERAÇÃO RESET

1

1

1

Q = 0

0

01

Q = 1

0

1

9. RESET = 1 | SET = 1 | Q = 0 | Q = 1NÃO MUDA

Page 29: Flip Flops Parte 1

SETAR E RESETAR

• Quando SET = 0 e RESET = 0, as saídas no circuito serão Q = 1 eQ = 1, que é considerado um estado indesejável

• As saídas devem ser complementares, portanto, NUNCAdevem ter o mesmo nível lógico

• Transições SIMULTANEAS de volta para o nível lógico 1produzirão resultados IMPREVISÍVEIS

• O estado resultante da saída sempre dependerá da entrada(set ou reset) que retornou primeiro para o nível alto

Page 30: Flip Flops Parte 1

SÍNTESE

1. SET = RESET = 1

Estado normal de repouso

Não tem efeito sobre o estado da saída

Q e Q permanecem no mesmo estado lógico qu estavamantes desta condição de entrada

2. SET = 0, RESET = 1

Q sempre vai para 1

Q permanecerá neste estado lógico mesmo que SET saiade zero e vá para 1.

Operação SET

Page 31: Flip Flops Parte 1

SÍNTESE

3. SET = 1, RESET = 0

Q sempre vai para 0

Q permanece em 0 mesmo que RESET saia de 0 e vápara 1

Operação RESET

4. SET = RESET = 0

Produz Q = Q = 1

O resultado é imprevisível caso as entradas (set e reset)saiam de 0 e voltem para 1

Page 32: Flip Flops Parte 1

SÍNTESE

Tabela verdade

SET RESET Q Q

1 1 NÃO MUDA NÃO MUDA

0 1 1 0

1 0 0 1

0 0 INVÁLIDA INVÁLIDA

Page 33: Flip Flops Parte 1

REPRESENTAÇÕES

Dois exemplos de representar um LATCH

As bolinhas nas entradas indicam o ESTADO DE ATIVAÇÃO, que éo nível lógico baixo (0)

Page 34: Flip Flops Parte 1

EXERCÍCIOS