Aula 10 - Introdução aos circuitos sequenciais

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1 Aula 10 - Introdução aos circuitos sequenciais Prof. Renan Sebem Disciplina de Eletrônica Digital Graduação em Engenharia Elétrica Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville-SC Brasil 29 de março de 2016 ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 1 / 20

2 Conteúdo da Aula Avisos Conceitos Porquê utilizar latches ou Flip-Flops? O que é necessário para evitar glitches e para sincronizar o circuito Latch RS Sobre o trabalho ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 2 / 20

3 Avisos Avisos Será disponibilizado o capítulo do livro texto referente aos circuitos sequenciais no xerox; Tragam o pré-relatório individualmente, pois os grupos da aula prática serão sorteados; Atualizem seus s no SIGA; A aula de quinta será sobre detecção e correção de erros, a ordem das aulas foi trocada. ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 3 / 20

4 Conceitos Diagrama temporal Se C é saída, A e B são entradas, qual é a porta lógica que representa o circuito combinacional? ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 4 / 20

5 Conceitos Clock ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 5 / 20

6 Conceitos Frequência e período do clock São relacionados pela seguinte fórmula: T = 1 F ; onde T é o período (unidade: segundos); e F é a frequência (unidade: Hertz). ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 6 / 20

7 Conceitos Não idealidades do clock Tempo de subida (Rise time); Tempo de descida (Fall time). ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 7 / 20

8 Conceitos Atraso de propagação nas portas lógicas É o tempo que demora para o sinal de saída ser influenciada por uma variação que aconteceu em um sinal de entrada de uma porta lógica. E.g. inversor: Vin Vout ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula 10 8 / 20

9 Conceitos Quanto é o atraso em cada porta lógica? Esta informação está presente no datasheet de cada CI: SDLS029C DECEMBER 1983 REVISED JANUARY 2004 switching characteristics, V CC = 5 V, T A = 25 C (see Figure 1) PARAMETER tplh tphl FROM TO TEST CONDITIONS (INPUT) (OUTPUT) A Y RL = 400 Ω, CL = 15 pf SN5404 SN7404 MIN TYP MAX UNIT ns recommended operating conditions (see Note 3) SN54LS04 SN74LS04 MIN NOM MAX MIN NOM MAX VCC Supply voltage V VIH High-level input voltage 2 2 V VIL Low-level input voltage V IOH High-level output current ma IOL Low-level output current 4 8 ma TA Operating free-air temperature C NOTE 3: UNIT All unused inputs of the device must be held at VCC or GND to ensure proper device operation. Refer to the TI application report, Implications of Slow or Floating CMOS Inputs, literature number SCBA004. electrical characteristics over recommended ELD0001 operating Prof. free-air Renantemperature Sebem Aula range 10 (unless 9 / 20

10 Porquê utilizar latches ou Flip-Flops? Glitch na saída Além da utilização em circuitos sequenciais para máquinas de estados, são utilizados para a sincronia de circuitos. Ex: A D B Y C E Inicialmente A = 0 e B = C = 1; Acontece uma transição de B 0; Nesta transição observa-se um glitch (falha) na saída. ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

11 Porquê utilizar latches ou Flip-Flops? Glitch na saída - Ex: manipulação de chaves lógicas Considerando a chave da direita LSB, quando mudamos de para 00100, temos uma falha na saída. ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

12 O que é necessário para evitar glitches e para sincronizar o circuito Desafio Com os conhecimentos adquiridos na disciplina apresentem uma solução para evitar os erros na saída (glitches): A D B Y C E ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

13 Latch RS Latch RS Latch RS, também conhecido como: Latch set-reset ou SR; Latch set-clear ou SC. É o circuito básico utilizado nos flip-flops. ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

14 Latch RS Conceito de realimentação x y ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

15 Latch RS Latch RS com portas NOR R Q S Q ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

16 Latch RS Latch RS com portas NAND R Q S Q ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

17 Latch RS Latch RS síncrono com portas NAND R Q enable S Q ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

18 Latch RS Latch RS síncrono com portas NAND e entradas de controle reset R Q enable S Q set ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

19 Sobre o trabalho Ideias Medidor de tensão Termometro Controle de velocidade de motor DC (PWM) Leitura de velocidade de motor DC (Encoder com Schmitt Trigger) Chronometro Regador de planta < ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

20 Sobre o trabalho Modelo Está disponível no site do professor! ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

21 Aula 10 - Introdução aos circuitos sequenciais Prof. Renan Sebem Disciplina de Eletrônica Digital Graduação em Engenharia Elétrica Universidade do Estado de Santa Catarina Joinville-SC Brasil 29 de março de 2016 Obrigado. ELD0001 Prof. Renan Sebem Aula / 20

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