Aula 11 - Contadores Sincronos.SEL405 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br
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<strong>Aula</strong> <strong>11</strong><strong>Contadores</strong> SíncronosSEL 0405 – Introdução aosSistemas DigitaisProf. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira
Atraso de propagação dos<strong>Contadores</strong> Assíncronos
Atraso de Propagação:<strong>Contadores</strong> Assíncronos
Atraso de Propagação:<strong>Contadores</strong> Assíncronos
Atraso de Propagação:<strong>Contadores</strong> AssíncronoslCondição para o funcionamento correto docontador assíncrono:fmáx< 1n×ta– f = frequência máxima do sinal de CLK;– t a = tempo de atraso dos FFs JK– n = número de FF JK utilizados no contador
Assíncronos X Síncronosl <strong>Contadores</strong> Assíncronos:– Os Flip-Flops não mudam de estado com o mesmo sincronismo;– O CLK é colocado apenas no primeiro FF (LSB);– Há um pequeno atraso entre as mudanças de estado de cada FF;– O atraso é propagado de acordo com o número de FF<strong>sc</strong>onectados em ca<strong>sc</strong>ata.l <strong>Contadores</strong> Síncronos:– Os Flip-Flops mudam de estado com o mesmo sincronismo;– O mesmo CLK é ligado em todos os FFs;– Há um atraso entre as mudanças de estado de cada FF;– O atraso não é propagado de acordo com o número de FFs.
Contador SíncronoCre<strong>sc</strong>ente
Contador SíncronoContador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bitsPulsos Ck Q 2 Q 1 Q 00 0 0 01 0 0 12 0 1 03 0 1 14 1 0 05 1 0 16 1 1 07 1 1 1
Contador síncronoContador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bits1Z 0 Z 1 Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2Ck
Contador síncronoContador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bits1Z 0 Z 1 Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2Ck
Contador síncronoContador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bits1Z 0 Z 1 Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2CkNão importa se o Ck é sensível à borda de subida ou de<strong>sc</strong>ida.
Contador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 4 bits
Contador Cre<strong>sc</strong>ente Síncrono módulo 16
Contador SíncronoDecre<strong>sc</strong>ente
Contador síncronoContador Decre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bitsZ 0 Z 1 Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2CkComo conectar os FF?
Contador síncronoContador Decre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bits1Z 0 Z 1Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2CkUma solução (para módulo = 2 n ) é montar um contadorsíncrono cre<strong>sc</strong>ente e utilizar as saídas invertidas dos FFs
Contador SíncronoContador Decre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bitsPulsos Ck Q 2 Q 1 Q 00 1 1 <strong>11</strong> 1 1 02 1 0 13 1 0 04 0 1 15 0 1 06 0 0 17 0 0 0
Contador síncronoContador Decre<strong>sc</strong>ente Síncrono de 3 bits1Z 0Z 1 Z 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2CkOutra solução é utilizar as saídas invertidas para conectaros FFs (para módulo = 2 n )
Contador Síncrono Decre<strong>sc</strong>ente Módulo 16
<strong>Contadores</strong> Síncronos deMódulo < 2 nCre<strong>sc</strong>ente ou Decre<strong>sc</strong>ente
Contador Síncrono Cre<strong>sc</strong>ente ouDecre<strong>sc</strong>ente de Módulo < 2 n• Uso o Clear do FF para reiniciar a contagem;• Projeto: igual ao do contador Assíncrono
Contador Síncrono Cre<strong>sc</strong>ente Módulo 6
Contador Síncrono Cre<strong>sc</strong>ente Módulo 10
Contador Síncrono Cre<strong>sc</strong>ente Módulo 60
<strong>Contadores</strong> Síncronos dequalquer sequência
Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaNúmero Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 <strong>11</strong> 0 0 14 1 0 07 1 1 <strong>11</strong><strong>11</strong>000100 0010<strong>11</strong>
Contador síncronoContador síncrono de qualquer sequênciaQ 0 Q 1 Q 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2CkComo conectar os FF?
Transição de estados para FF JK1 1 Q 0 1 → 1 X 0J K QTransiçãoQ n → Q n+1 J K0 0 Q 00 → 0 0 X0 1 00 → 1 1 X1 0 <strong>11</strong> → 0 X 1
Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaTransição J K0 → 0 0 X0 → 1 1 X1 → 0 X <strong>11</strong> → 1 X 0Número Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 <strong>11</strong> 0 0 14 1 0 07 1 1 1J 2 K 2 J 1 K 1 J 0 K 00 X 1 X 1 X0 X X 1 X 01 X 0 X X 1X 0 1 X 1 XX 1 X 1 X 1
Contador SíncronoE os demais estados?1. Pode-se considerar como irrelevantes;2. Pode-se “forçar” a ida para um estado prédefinidoou o reinício da contagem.Ex.: forçando o reinício da contagem (Estado seguinte = 0000)
Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaNúmero Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 <strong>11</strong> 0 0 14 1 0 07 1 1 1010<strong>11</strong><strong>11</strong>01000<strong>11</strong>00<strong>11</strong>2 0 1 05 1 0 16 1 1 0100 001
Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaNúmero Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 <strong>11</strong> 0 0 14 1 0 07 1 1 12 0 1 05 1 0 16 1 1 0J 2 K 2 J 1 K 1 J 0 K 00 X 1 X 1 X0 X X 1 X 01 X 0 X X 1X 0 1 X 1 XX 1 X 1 X 10 X X 1 0 XX 1 0 X X 1X 1 X 1 0 X
Flip-Flop 2J 2K 2Q 2 Q 1Q 001Q 2 Q 1Q 001000 100xx010 001xx<strong>11</strong>xx<strong>11</strong>1 <strong>11</strong>0xx100 1J 2 = Q 0 Q 1K 2 = Q 0 + Q 1
Flip-Flop 1J 1K 1Q 2 Q 1Q 001Q 2 Q 1Q 001001 000xx01xx0<strong>11</strong> <strong>11</strong>1xx<strong>11</strong>1 <strong>11</strong>01 0101 xJ 1 = Q 0K 1 = 1
Flip-Flop 0J 0K 0Q 2 Q 1Q 001Q 2 Q 1Q 001001 x00x 1010 x01x 0<strong>11</strong>0 x<strong>11</strong>x <strong>11</strong>01 x10x 1J 0 = Q 1K 0 = Q 2 + Q 1
Contador SíncronoLigações dos Flip-Flops JK:J 2 = Q 0 Q 1 J 1 = Q 0 J 0 = Q 1K 2 = Q 0 + Q 1 K 1 = 1 K 0 = Q 2 + Q 1Q 0 Q 1 Q 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2Ck
Contador SíncronoLigações dos Flip-Flops JK:J 2 = Q 0 Q 1 J 1 = Q 0 J 0 = Q 1K 2 = Q 0 + Q 1 K 1 = 1 K 0 = Q 2 + Q 1Circuito Final:Q 0 Q 1 Q 2J 0Ck↓K 0Q 0J 1Ck↓Q 0 1K 1Q 1J 2Ck↓Q 1K 2Q 2Q 2Ck
FIM