Módulo 4 Circuitos Sequenciais

Transcrição

1 1 Sistemas Digitais e Arquitetura de Computadores Módulo 4 Circuitos Sequenciais 2. Noção de célula de memória ou Flip-Flop 3. Tipos de Flip-Flops 2017/2018

2 2 Introdução 1/3 Neste estudo da lógica sequencial, o sinal de saída depende do estado prévio dos elementos lógicos que constituem o circuito. Vejamos, se entendermos que um multivibrador é um circuito que normalmente gera ondas quadradas ou retangulares ou seja, que a sua saída varia sempre entre dois níveis, bem definidos 0 e 1, fácil se torna fazer a analogia com o FLIP-FLOP (elemento lógico básico em estudo). Podemos dizer, sem ser efetuada uma explicação pormenorizada dos multivibradores, que em termos gerais os vários tipos são: Monoestável; Biestável; Astável ou não estável.

3 3 Introdução 2/3 Monoestável: só tem uma posição de equilíbrio. Para passar à outra tem que se lhe aplicar um impulso exterior; Cessando o impulso que lhe deu origem volta à posição inicial. Biestável: tem duas posições de equilíbrio. Sempre que se lhe aplica um impulso exterior muda de estado; Cessando o impulso que lhe deu origem à mudança o novo estado mantém-se até que um novo impulso surja. Astável ou não estável: muda periodicamente de estado sem necessidade de impulso exterior, só necessitando de alimentação, o que origina um conjunto de impulsos permanente na saída.

4 4 Introdução 3/3 Tal como o multivibrador biestável, também, o FLIP-FLOP é um circuito biestável, isto é, com dois estados estáveis, passando de um ao outro por ação de sinais exteriores aplicados ao circuito. Este princípio resulta do facto do FLIP-FLOP ser um memorizador ou armazenador da informação recebida do sinal exterior, a qual se mantém enquanto um outro sinal exterior não vier substituir a informação armazenada.

5 5 Biestáveis 1/3 Existe uma grande variedade de biestáveis que podem ser classificados da seguinte maneira: Cada um dos tipos pode ser realizado a partir de portas lógicas ou a partir de outro modelo.

6 6 Biestáveis 2/3 A classificação parte dos circuitos mais simples para os mais complexos. Os biestáveis síncronos dispõem de uma entrada para o sinal de relógio, identificado pela letra C. Nem todos os circuitos estão disponíveis na forma de circuito integrado. Os catálogos dividem os biestáveis em FLIP-FLOPs e Latches (trincos). O primeiro grupo é constituído, principalmente, pelos tipos D e J-K disparados (ativados) por flanco.

7 7 Biestáveis 3/3 O segundo grupo contém os biestáveis D disparados (ativados) por nível e o circuito R-S assíncrono. Os biestáveis do tipo T não estão disponíveis em catálogo, mas podem construir-se a partir de outros modelos. Este dispositivo é muito útil para realizar outros de maior complexidade, tais como contadores, divisores de frequência, temporizadores, entre outros.

8 8 Biestável R-S assíncrono 1/3 A figura representa simbolicamente o circuito R-S (Flip-Flop R-S). Tem duas entradas denominadas Reset (R) e Set (S) e duas saídas Q 1 e Q 2. Este circuito pode ser construído com duas portas NOR ou NAND.

9 9 Biestável R-S assíncrono 2/3 A tabela de verdade para as duas implementações R S Q n Q n (Q n ) (Q n ) NOR NAND X X

10 10 Biestável R-S assíncrono 3/3 O circuito com portas NOR denomina-se de limpeza prioritária, enquanto que o constituído com portas NAND se chama de inscrição prioritária. A maneira de limpar a informação armazenada em Q é aplicar um nível 1 à entrada R.

11 11 Bibliografia Circuitos Digitais e Microprocessadores, McGraw-Hill (Autor: Herbert Taub) Eletrónica Digital 2.ª edição, Dinalivro editora (Autores: Egas Branco e Reis Silva) Eletrónica Digital, teoria e laboratório 2.ª edição, Érica editora (Aurores: Paulo Garcia e José Martini) Sistemas Digitais McGraw-Hill (Autor: António J. Padilla) Sistemas Digitais Princípios e Prática, FCA editora (Autor: Morgado Dias)