Aula 11 - Contadores Sincronos.SEL405 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br

Aula 11Contadores SíncronosSEL 0405 – Introdução aosSistemas DigitaisProf. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira

Atraso de propagação dosContadores Assíncronos

Atraso de Propagação:Contadores Assíncronos

Atraso de Propagação:Contadores Assíncronos

Atraso de Propagação:Contadores 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 Contadores 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 FFsconectados em cascata.l Contadores 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 SíncronoCrescente

Contador SíncronoContador Crescente 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 Crescente 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 Crescente 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 Crescente 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 descida.

Contador Crescente Síncrono de 4 bits

Contador Crescente Síncrono módulo 16

Contador SíncronoDecrescente

Contador síncronoContador Decrescente 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 Decrescente 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 crescente e utilizar as saídas invertidas dos FFs

Contador SíncronoContador Decrescente Síncrono de 3 bitsPulsos Ck Q 2 Q 1 Q 00 1 1 11 1 1 02 1 0 13 1 0 04 0 1 15 0 1 06 0 0 17 0 0 0

Contador síncronoContador Decrescente 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 Decrescente Módulo 16

Contadores Síncronos deMódulo < 2 nCrescente ou Decrescente

Contador Síncrono Crescente ouDecrescente de Módulo < 2 n• Uso o Clear do FF para reiniciar a contagem;• Projeto: igual ao do contador Assíncrono

Contador Síncrono Crescente Módulo 6

Contador Síncrono Crescente Módulo 10

Contador Síncrono Crescente Módulo 60

Contadores Síncronos dequalquer sequência

Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaNúmero Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 11 0 0 14 1 0 07 1 1 1111000100 001011

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 11 → 0 X 1

Contador SíncronoContador síncrono de qualquer sequênciaTransição J K0 → 0 0 X0 → 1 1 X1 → 0 X 11 → 1 X 0Número Q 2 Q 1 Q 00 0 0 03 0 1 11 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 11 0 0 14 1 0 07 1 1 10101111010001100112 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 11 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 001xx11xx111 110xx100 1J 2 = Q 0 Q 1K 2 = Q 0 + Q 1

Flip-Flop 1J 1K 1Q 2 Q 1Q 001Q 2 Q 1Q 001001 000xx01xx011 111xx111 1101 0101 xJ 1 = Q 0K 1 = 1

Flip-Flop 0J 0K 0Q 2 Q 1Q 001Q 2 Q 1Q 001001 x00x 1010 x01x 0110 x11x 1101 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