Circuitos sequenciais

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1 Circuitos sequenciais aídas dependem da sequência das entradas não basta uma tabela de verdade! Exemplo: controlo do nível de água num tanque: entrada de água electro-válvula ABE sistema digital de controlo CHEIO VAZIO nível máximo nível mínimo CHEIO VAZIO ABE ou d (nunca ocorre) saída de água o valor da saída ABE depende do que aconteceu antes nas entradas 5 Circuitos sequenciais têm memória A memória guarda a história das entradas até agora não significa uma lista interminável de zeros e uns... a história das entradas é codificada no do sistema o é armazenado em elementos de memória contém a informação a reter dos valores anteriores das entradas No exemplo anterior sem memória seria impossível realizar o controlo de nível mesmo se fosse feito à mão por uma pessoa!... basta um bit para representar o : a encher ou a esvaziar 6

2 Variáveis de (num circuito digital) O é codificado em um ou mais bits a estes bits chamam-se variáveis de são guardados em memórias digitais (flip-flops) a estudar nos próximos episódios... geralmente são internos ao circuito Num sistema sequencial com N variáveis de existem 2 N s diferentes como N é finito, o número de s também é finito Chamam-se máquinas de s finitos em Inglês Finite tate Machine - FM 7 Como funciona? Num circuito sequencial (máquina de s) para além do interno tem entradas e saídas entradas saídas O actual e as entradas definem: quais são os valores das saídas qual vai ser o próximo 8 2

3 Como funciona? (2) Os s mudam a intervalos regulares sincronizados com as transições de um relógio período T (frequência=/t Hz) Modelo conceptual: t L t H duty-cycle=t H /T (ciclo útil) entradas saídas presente relógio (memória) próximo 9 Elementos de memória Circuitos bi-estáveis portas lógicas normais com realimentação as saídas sustentam valores nas entradas O circuito bi-estável mais simples: (as memórias estáticas são feitas assim!) n,n pode ser, ou, 3

4 Análise analógica V out V in V out V in V in V out V out V in2 pontos estáveis V in2 2 V out2 instável! V in V out2 Tp Latch set/reset Tp N ant. N ant. N (inválido) N : qual a duração mínima do pulso em ou? t 2 4

5 Latch set/reset activando a entrada (set) é colocado = activando a entrada (reset) é colocado = símbolo: N Exemplo: controlo do nível de água com uma latch set/reset: ABE CHEIO N VAZIO 3 Latch set/reset com enable N N X X ant. N ant. ant. N ant. (inválido) símbolo: N : o que acontece se == e passa de para? 4 5

6 Latch tipo (ou transparente) N X ant. N ant. N símbolo: N uando = a latch é transparente (=) uando passa de para, a saída memoriza o seu Parâmetros temporais de uma latch tipo : t setup e t hold 5 edge-triggered flip-flop (flip-flop tipo ) N 2 N N N X ant. N ant. X ant. N ant. latch é transparente aqui latch 2 é transparente aqui 6 6

7 flip-flop tipo quando sobe captura o valor na entrada símbolo: N N indica que é edge-triggered activo na transição negativa parâmetros temporais: t setup e t hold t setup t hold : o que acontece se estes tempos forem violados? 7 Outros flip-flops edge-triggered tipo T (toggle): tipo JK: T N J K N T ant. ant. J K ant. ant. outras entradas de controlo: com enable, com set ou reset assíncronos 8 7