UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA DIGITAL - ET75C - Profª Elisabete N Moraes

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1 9/5/26 UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ DEPARTAMENTO ACADÊMICO DE ELETROTÉCNICA ELETRÔNICA DIGITAL - ET75C - Profª Elisabete N Moraes AULA 8 CONTADORES Em 2 de maio de 26. VARIAÇÕES DO FF- Tipo T (toogle) T a a' Aplicação: contadores a a Tipo D (data) D Aplicação: registradores 2

2 9/5/26 APLICAÇÃO: CONTADORES São formados pelos FF s _MS, conectados de modo a realizar a contagem do número de pulsos que sejam produzidos por um circuito ou a partir de um sensor, o que corresponde em última análise à contagem de bit s. A partir desta contagem podemos usar estes circuitos para a realização de operações mais complexas como somas e manipulação de dados. Idoeta & Capuano, cap 6 Tocci, cap 7 Taub, cap 4 Floyd, cap 8 ircuitos/cap%c3%adtulo%27.pdf 3 CONTADOR ASSÍNCRONO Assíncrono Sinal de clock é aplicado no primeiro estágio, que por sua vez é o sinal que é o que origina a contagem. Os estágios seguintes utilizam como sinal de sincronismo a saída de cada estágio anterior. Também denominados de Ripple Counters (ondulantes). Apresentam como desvantagem a existência de um atraso de propagação no sinal que ativa a contagem e que deve ser considerado, pois este atraso é cumulativo. Créditos: 4 2

3 9/5/26 CONTADOR SÍNCRONO Síncronouando existe um sinal de clock único externo que é aplicado a todos os estágios ao mesmo tempo. Existência de um circuito combinacional a ser estudado 5 CARACTERÍSTICAS uanto ao modo de contagem: Progressivos ou Crescentes (UP COUNTERS) Regressivos ou Decrescentes (DOWN COUNTERS) Número máximo de contagens: Denomina-se módulo de um contador o número de contagens que ele completa, é abreviado por MOD. Ex.: a)contador módulo 6 (mod 6) 2 a 2 requer 4 FFs b)contador módulo 32 (mod 32) 2 a 2 requer 5 FFs Para contagens diferentes de 2n -, deve-se introduzir um circuito lógico que produzirá um pulso para limpar (clear) o circuito em questão na contagem imediatamente superior. C = (MSB) B = A = (LSB) = 6 No sexto pulso o contador zera. Contador a 5 ou mod

4 9/5/26 a a' CONTADOR MOD 4 Entradas assíncronas (prioridade sobre o C): PR S == RST=CL R = = Diagrama de temporização 7 CONTADOR ASSÍNCRONO MOD 6 FFA FFB FFC FFD Todas as entradas e em nível "" A B C D FFA FFB FFC FFD Todas as entradas e em nível "" Recicla para 8 4

5 9/5/26 MOD 2 n : SEUÊNCIA TRUNCADA Para contagens diferentes de potências de 2 (2, 4, 8, 6,...) utiliza-se a entrada assíncrona CL (clear) para reiniciar/zerar a contagem na combinação do valor desejado. No exemplo a ativação da porta NAND ocorre quando: C= B= A= FFA FFB FFA FFB Todas FFC as entradas FFD A A B C B Todas as entradas e em nível "" Ex.: CONTADOR MOD 6 Lembrando: CL= = Glitch ou spike 9 MOD 2 n CONTADOR MOD 6 C= B= A= A B A B C FFA FFB FFA FFB Todas FFC as entradas FFD Todas as entradas e em nível "" Lembrando: CL= = Glitch ou spike 5

6 9/5/26 CONTADOR DECRESCENTE (DOWN) Um contador decrescente utiliza a saída negada do FF. FF FF2 FF3 Sugestão como exercício! Desenvolver as formas de onda Ck # C= 3 B= 2 A= Dec DIVISOR DE FREUÊNCIA Contador apresenta a possibilidade de operar também como divisor de frequência. a a' fclock= fo f= fo/2 f2= fo/4 f3= fo/8 f4= fo/6 2 6

7 9/5/26 TEMPO DE ATRASO DE PROPAGAÇÃO-TPD uando um sinal se propaga através de um circuito lógico, sofrerá um atraso de tempo entre a entrada e a saída. Uma mudança no nível lógico de saída ocorre com um curto intervalo de tempo, denominado de tempo de atraso de propagação, após o nível lógico na entrada. CONDIÇÃO TEÓRICA 3 REVISÃO: TEMPO DE ATRASO DE PROPAGAÇÃO tphl = tempo entre o pulso de entrada e o correspondente pulso na saída de ALTO para BAIXO. tplh = tempo entre o pulso de entrada e o correspondente pulso na saída de BAIXO para ALTO. Informação retirada do data sheet. Para a análise geral toma-se o pior caso. 4 7

8 9/5/26 ATRASO EM CONTADORES ASSÍNCRONOS Há um atraso entre as mudanças de um estado para outro de um flip-flop para outro, o atraso é propagado com o número de FF, assim temos uma frequência máxima de operação em função do número de FF cascateados para evitar os estados falsos. Vcc R IN C tjb Modelo elétrico do TB para elevadas frequências 5 ATRASO EM CONTADORES ASSÍNCRONOS DADOS: Sensível a borda de descida FF e = =a tpd=5ns (time propagation delay) pior condição. Dado retirado do data sheet 3 FFs submetidos a um clock = ns: fc=/ -9 fc= MHz A B C Comportamento teórico 6 8

9 9/5/26 ATRASO EM CONTADORES ASSÍNCRONOS Comportamento teórico Comportamento real tpd=5ns (time propagation delay)???? A condição C= B= e A=, não ocorre 7 ATRASO EM CONTADORES ASSÍNCRONOS Condição para o funcionamento correto do contador assíncrono: f max N. t p Onde: f max= frequência máxima do sinal de C; tp = tempo de atraso/propagação dos FFs n = número de FF utilizados no contador Período mínimo do sinal de clock para garantir o funcionamento apropriado do contador: t Tclock N t p 8 9

10 9/5/26 EXEMPLO TOCCI P. 25 Utilizando o datasheet disponível na web. tplh =24ns e tphl=28ms. Garantia para o pior casotphl=28ns fmax para 4 bits (4FFs) f f max max N. t p 8,93MHz (4)(28n) fmax para 6 bits (6FFs) f f max max N. t p 5,95MHz (6)(28n) 9 RECORTE DO DATA SHEET 74LS2 2

11 9/5/26 CONTADOR SÍNCRONO OU PARALELO ATRASO DE PROPAGAÇÃO EM CONTADORES SÍNCRONOS Nos contadores síncronos os atrasos de propagação não são cumulativos. Depende do tempo de comutação do tipo do FF usado e da porta lógica usada para ativar os FF de ordem mais significativa. atraso total t p do FF t p AND Por exemplo: supondo que o FF usado para o contador síncrono com tenha tp= 5ns e da porta AND seja de 2ns, pede-se (Tocci:, exemplo 7-2, p 27): a)para calcular a fmax de clock o correto funcionamento e comparar o valor obtido com um contador assíncrono de mod 6. Forneça um parecer. b) como que pode ser feito para converter este contador em um que seja módulo 32? c) Determine a frequência máxima para o contador paralelo de módulo

12 9/5/26 EXERCÍCIO 23 EXERCÍCIO 24 2

13 9/5/26 CONFIGURAÇÃO DO CONTADOR CARREGÁVEL UP-DOWN 25 3