flip flops parte 4

FLIP FLOPS – Parte 4CIRCUITOS DIGITAIS

CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO

FF JK com CLOCK

• As entradas J e K funcionam como as entradas S e R

• Este FF não resulta em uma saída inválida quando J = K = 1

• MODO DE COMUTAÇÃO – toggle mode:

• Ocorre quando ambas as entradas (J e K) tem o nível lógico alto.

• O FF mudará de estado lógico para cada borda de subida do sinal de clock.

• O FF sempre muda para o estado lógico oposto no instante da borda de subida do sinal de clock

FF JK com CLOCK

• Considerando os parâmetros de tempo de setup ehold, o FF JK com CLOCK opera da seguinte forma:

• Todas as entradas estão em nível 0

• Suponha Q=1, Qo = 1

• PONTO A:

• Ocorre a borda de subida do primeiro pulso de clock.

• J = 0, K = 1, Q = 0.

• O FF é resetado

FF JK com CLOCK

• PONTO C:

• Ocorre a borda de subida do segundo pulso de clock

• J = K = 1

• O FF comuta para o estado oposto

• Q = 1

• PONTO E:

• Ocorre a borda de subida do terceiro pulso de clock

• J = K = 0

• O FF não muda de estado nessa transição de clock

FF JK com CLOCK

• PONTO G:

• J = 1, K = 0 faz Q = 1

• A saída já está no nível lógico 1 neste momento

• Portanto, a saída permanece no mesmo valor

• PONTO I:

• J = K = 1

• O FF comuta para o estado lógico oposto

• O mesmo ocorre no ponto K

FF JK com CLOCK

FF JK com CLOCK

• O circuito interno do FF JK é muito parecido como FF SR

• Diferença: as saídas Q e Q são realimentadas para o circuitodirecionador de pulsos formados pelas portas NAND

• Essa realimentação é que permite a comutação

• Considere J = K = 1 e Q = 0 quando ocorrer o pulso de clock

• Q = 0, Q = 1, a porta NAND 1 direciona CLK para a entrada SETdo latch NAND, o que gera Q = 1

FF JK com CLOCK

• Considere que Q = 1 quando ocorrer o pulso de clock

• A porta NAND 2 direciona CLK para a entrada RESET do LATCH,o que gera Q = 0

• Q sempre irá para o estado oposto

• O pulso do clock precisa ser estreito para que o circuitofuncione como descrito

• O pulso precisa voltar para 0 antes que as saídas comutempara os novos valores

• Se não for assim, os valores novos das saídas farão o pulsocomutar a saída do latch novamente

FF JK com CLOCK

• J = k = 1 é muito utilizada em todos os tipos de contadores binários

• O FF JK com CLOCK pode fazer tudo o que um FF SR faz

• Pode operar em modo de comutação

• É muito mais versátil que o FF SR

FF D com CLOCK

• Não tem duas entradas como o FF JK e o FF RS

• Tem apenas uma entrada denominada D (dados)

• Operação: a saída Q irá para o mesmo estado lógico presentena entrada D quando ocorrer uma borda de subida em CLK

• O nível lógico presente na entrada D será armazenado no FF no instante em que ocorrer a borda de subida do clock

FF D com CLOCK

FF D com CLOCK

• Considere Q = 1

• PONTO A:

• Primeira borda de subida do clock

• D = 0, Q = 0

• Mesmo que o nível lógico na entrada D mude entre osPONTOS A e B, isso não afeta a saída Q, que armazena onível 0 que estava na entrada D no PONTO A

• PONTO B:

• D = 1, Q = 1

• Q armazenará 1 até que uma borda de subida do clock em C faça a comutação

FF D com CLOCK

• PONTOS D, E, F, G

• A saída Q assume o nível lógico presente na entrada D quandoocorrem as bordas de subidas de clock nesses pontos

• No PONTO E Q = 1 porque D = 1

• A saída Q só pode mudar de estado quando ocorre uma bordade subida no clock

• A entrada D não tem efeito entre bordas de subida

FF D com CLOCK

• PONTOS D, E, F, G

• A saída Q assume o nível lógico presente na entrada Dquando ocorrem as bordas de subidas de clock nessespontos

• No PONTO E Q = 1 porque D = 1

• A saída Q só pode mudar de estado quando ocorre uma bordade subida no clock

• A entrada D não tem efeito entre bordas de subida

• Um FF D acionado por borda de descida funciona da mesmamaneira

FF D com CLOCK

• Circuito interno

Transferência de dados em paralelo

• A saída Q de um FF D assume o valor da entrada apenas emdeterminados instantes, portanto, entrada e saída não sãoidenticas

• As aplicações de FF D exigem que a saída assuma o valor daentrada apenas em instantes definidos com precisão

• Exemplo de aplicação: transferência paralela de um dadobinário. Por exemplo, três bits podem ser transferidossimultaneamente.

Transferência de dados em paralelo

LATCH D TRANSPARENTE

• O FF D disparado por borda usa um circuito detector de bordapara garantir que a saída responda à entrada D APENASquando ocorrer a transição ativa do clock.

• Se esse detector não for usado, o circuito resultante opera demaneira diferente. Esse é o circuito LATCH D TRANSPARENTE.

• LATCH D TRANSPARENTE

• Não tem circuito detector de borda

• Contém um LATCH NAND

• Contém um direcionador de pulsos

• Contém uma entrada de HABILITAÇÃO (ENABLE – EN)


• Operação do LATCH D

• EN = 1

• SET ou RESET serão 0

• Q terá o mesmo valor de D

• Se D mudar de nível enquanto EM = 1, a saída Qacompanhará a mudança

• Enquanto EN = 1, Q = D


• Operação do LATCH D

• EN = 0

• D estará desabilitada a alterar o LATCH NAND

• As saídas das duas portas direcionadoras serão mantidasem 1

• Q e Q permanecem no mesmo nível que estavam ANTESque a entrada EN fosse para 0

• As saídas tem os níveis lógicos fixos

• Não podem mudar de valor enquanto EN = 0 mesmo que Dmodifique

Exercícios

• É verdade que um FF JK pode ser usado como um SR, porémum FF SR não pode ser usado como um JK?

• Um FF JK tem alguma condição de entrada ambígua?

• Que condição de entrada para J e K sempre seta a saída Q noinstante em que ocorre a transição ativa de CLK?

• O que acontecerá com a forma de onda da saída Q se aentrada D for mantida permanentemente em nível baixo?Veja as formas de onda no slide 6.

Exercícios

• É verdade que a saída Q será igual ao nível lógico na entrada Dem todos os instantes?

• FF JK podem ser usados para transferência paralela de dados?

• Descreva a diferença na operação de um LATCH D e um FF Ddisparado por borda

• É verdade que um LATCH D está no modo transparentequando EN = 0?

• É verdade que em um LATCH D, a entrada D pode influenciar asaída Q apenas quando EN = 1?

flip flops parte 4

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