Circuitos Digitais Contadores. Orivaldo Santana Jr.

Transcrição

1 Circuitos Digitais Contadores Orivaldo Santana Jr.

2 Roteiro Introdução Contadores Assíncronos Crescentes Contadores Assíncronos Decrescentes Contador Assíncrono Crescente/Decrescente

3 Introdução Variam seus estados sob o comando de um clock; Normalmente utilizados em: Contagens diversas; Divisão de frequência; Conversão analógico para digital. Basicamente são divididos em duas categorias: Contadores assíncronos; Contadores síncronos; Os contadores podem ser classificados pelo tipo de contagem que executam: Contadores crescentes; Contadores decrescentes;

4 Contadores Assíncronos Crescentes Seus flip-flops funcionam de maneira assíncrona, ou seja, não tendo entradas de clock em comum. O clock é aplicado apenas no primeiro flip-flop; Os flip-flops são encadeados de maneira que a saída Q de um flip-flop é ligada no clock do flipflop seguinte;

5 Contadores Assíncronos Crescentes Contador de Pulsos: Apresenta em suas saídas o sistema de numeração binário em sequência; Formados por flip-flops do tipo T ou JK mestreescravo com suas entradas conectadas; A cada descida de clock, Qf = Qa; O primeiro flip-flop recebe o clock; O clock dos flip-flops seguintes recebe a saída do flipflop anterior;

6 Contadores Assíncronos Crescentes Circuito de um contador de pulsos com quatro bits:

7 Contadores Assíncronos Crescentes Análise: Inicialmente todos as saídas são colocadas em 0 aplicando 0 no clear (R); A cada descida de clock o primeiro flip-flop muda seu estado; A cada mudança de estado de 1 para 0 no primeiro flip-flop o segundo flip-flop muda seu estado, e assim por diante; Considerando o Q0 (D1) como sendo o bit menos significativo (LSB) e Q3 como sendo o mais significativo (MSB), logo a saída é binária que varia de 0000 a 1111;

8 Contadores Assíncronos Crescentes Figura ilustrativa da variação dos estados de saída de acordo com o pulso de clock:

9 Contadores Assíncronos Crescentes Analisando os gráficos Anterior: A frequência de Q0 é metade da frequência do clock; A frequência de Q1 é metade da frequência de Q0 e 1/4 da frequência do clock, e assim sucessivamente nas demais saídas; Logo, concluímos que um contador pode ser utilizado como divisor de frequência do sinal de clock da entrada (onda quadrada); A divisão será por 2n, onde n é o número de flip flops;

10 Contadores Assíncronos Crescentes Contador de Década Capaz de contar dentro do BCD8421 de 0000 (0) até 1001 (9 10 ). Utiliza um contador de puslos; Assim que o contador de pulsos atingir o valor (1010), aplica-se o sinal 0 no clear;

11 Contadores Assíncronos Crescentes Circuito de um contador de década:

12 Contadores Assíncronos Crescentes Tabela da Verdade de um contador de década: Pulsos CK Q 3 Q 2 Q 1 Q 0 Cl ear 1ª ª ª ª ª ª ª ª ª ª Após a décima descida de clock o contador assume o estado Q0 = 0, Q1 = 1, Q2 = 0 e Q3 = 0 ( ). Este estado leva o contador para , o mesmo do primeiro pulso de clock, reiniciando a contagem; Outra forma de obter o mesmo clear quando o estado for 1010 é utilizado uma porta NE cujas entradas escolhidas são Q3 e Q1, pois estas só assumem valor 1 simultaneamente para o estado 1010;

13 Contadores Assíncronos Crescentes Contador sequencial de 0 a n Utilizando o mesmo processo de construção de um contador de década, podemos fazer um contador de 0 a n; Procedimento consiste em: Verificar os valores das saídas (Q0,Q1,Q2 e Q3) para o estado posterior a n; Colocar estas saídas que forem iguais a 1 numa porta NE; Ligar saída da porta NE ao clear de cada flip-flop do contador;

14 Contadores Assíncronos Crescentes Exercício: Monte um contado de 0 a 5;

15 Contadores Assíncronos Decrescentes Um contador de 4 bits decrescente conta de 1111 até 0000; Tabela: Decimal Binário

16 Contadores Assíncronos Decrescentes O circuito que efetua a contagem decrescente é o mesmo circuito que efetua contagem crescente; A diferença é que as saída utilizas são as barradas ao invés de (Q0,Q1,Q2 e Q3); Q0' é a saída que apresenta o bit menos significativo. Observando a tabela notamos que a contagem decrescente é complemento da contagem crescente;

17 Contadores Assíncronos Decrescentes O circuito é mostrado abaixo: O estado inicial (1111) é alcançado aplicando 0 no clear (R);

18 Contadores Assíncronos Decrescentes Saídas do circuito:

19 Contador Assíncrono Crescente/Decrescente Possui uma variável de seleção X, para escolher entre contagem crescente ou decrescente; Quando o controle assumir 1 : As saídas Q barradas estarão bloqueadas; As saídas Q normais liberadas para atuarem nos entradas de clock dos flip-flops seguintes; Contagem será crescente;

20 Contador Assíncrono Crescente/Decrescente Quando o controle X assumir 0: A situação inverte; Contagem será decrescente; Lembrando que Q0 é a saída que representa o bit menos significativo;

21 Circuito: Contador Assíncrono Crescente/Decrescente

22 Referência Bibliográfica IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G. Elementos de eletrônica digital. 40.ed. São Paulo: Érica, 2008.