Eletrônica Digital Contadores

Prof. Wanderley

Contadores

São circuitos digitais que variam seus estados sob o comando de um relógio, obedecendo uma sequência pré-determinada.

Aplicações:

Contagens diversas;

Divisão de frequência;

Medição de frequência e tempo;

Geração de forma de onda;

Conversão de Analógico para Digital.

Podem ser Assíncronos ou Síncronos.

Contadores Assíncronos: Contagem de Pulsos

A principal aplicação do contador de pulsos é apresentar nas saídas o sistema binário em sequência

Ck Q0 Q1 Q2 Q3

1 0 0 0 0

2 1 0 0 0

3 0 1 0 0

4 1 1 0 0

5 0 0 1 0

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

Contadores Assíncronos: Contagem de Década

Executa contagem de 0 a 910

Observe que podemos usar somente Q3 e Q1 para gerar o CLR.

Pode ser utilizado como um divisor de frequência por 10!

Contadores Assíncronos: Contagem de 0 a n

Gera-se utilizando o mesmo processo do contador de décadas.

Exemplo: contagem de 0 a 510

Contadores Assíncronos: Contagem Decrescente

Uma forma de fazer uma contagem decrescente é tomando a saída complementada de cada flip-flop

Contadores Assíncronos: Contagem Decrescente

Outra forma de fazer uma contagem decrescente é usando a saída complementada do flip-flop anterior como entrada de clock do flip-flop seguinte

Contadores Assíncronos: Contagem Crescente/Decrescente

Faz-se necessário utilizar uma variável de controle que assuma 1 quando se requer uma contagem crescente e 0 quando se requer uma contagem decrescente.

Contadores Síncronos

Os flip-flops possuem entradas de clock curto-circuitadas (clock simultâneo).

As entradas J e K de cada flip-flop devem ser cuidadosamente projetadas para que haja mudanças adequadas nos estados.

Logo, devemos ter em mente a tabela verdade do FF JK

J K Qf

0 0 Qa

0 1 0

1 0 1

1 1aQ

Qa Qf J K

0 0 0 X

0 1 1 X

1 0 X 1

1 1 X 0

Contadores Síncronos:

Contadores Síncronos: Gerador de Código Binário de 4 Bits

Ck Q3 Q2 Q1 Q0

1 0 0 0 0

2 0 0 0 1

3 0 0 1 0

4 0 0 1 1

5 0 1 0 0

6 0 1 0 1

7 0 1 1 0

8 0 1 1 1

9 1 0 0 0

10 1 0 0 1

11 1 0 1 0

12 1 0 1 1

13 1 1 0 0

14 1 1 0 1

15 1 1 1 0

16 1 1 1 1

Contadores Síncronos: Gerador de Código Binário de 4 Bits

Assumimos um estado inicial para os flip-flops. Por exemplo, 0000.

Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0

0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 1 X

0 0 0 1 0 X 0 X 1 X X 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

Qa Qf J K

0 0 0 X

0 1 1 X

1 0 X 1

1 1 X 0

0 0 0 0

0 0 1 0

X X X X

X X X X

2Q3Q

0123 QQQJ

3Q

2Q

2Q

1Q1Q

0Q 0Q0Q

3J

Contadores Síncronos: Contador de Década

Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K0

0 0 0 0 0 X 0 X 0 X 1 X

0 0 0 1 0 X 0 X 1 X X 1

0 0 1 0 0 X 0 X X 0 1 X

0 0 1 1 0 X 1 X X 1 X 1

0 1 0 0 0 X X 0 0 X 1 X

0 1 0 1 0 X X 0 1 X X 1

0 1 1 0 0 X X 0 X 0 1 X

0 1 1 1 1 X X 1 X 1 X 1

1 0 0 0 X 0 0 X 0 X 1 X

1 0 0 1 X 1 0 X 0 X X 1

Contadores Síncronos: Contador de uma Sequência Qualquer

Seja, por exemplo, a sequência de contagem a seguir:

4 5 6 7 8 9 11 12 14 15

0

1

2

3

13

10

Contadores Síncronos: Contador de uma Sequência Qualquer

4 5 6 7 8 9 11 12 14 15

01

23

13

10

Contadores Utilizados em Circuitos Temporizadores: Contador de 0 a 59

Muito usado em relógios digitais para marcar segundos e minutos.

Formas de construção:

usando um contador assíncrono de 0 a n, onde n=59 neste caso (usa 6 flip-flops);

usando um contador síncrono que execute a sequência de 0 a 59 (usa 6 flip-flops);

Contadores Utilizados em Circuitos Temporizadores: Contador de 0 a 59

usando dois contadores assíncronos, sendo um de 0 a 9 e outro de 0 a 5, conectados conforme mostrado a seguir (7 flip-flops);

usando dois contadores síncronos, sendo um de década e outro de 0 a 5, conectados conforme mostrado a seguir (7 flip-flops);

Contadores Utilizados em Circuitos Temporizadores: Contador de 1 a 12

Muito usado para contagem de horas.

O contador síncrono é o mais utilizado para este caso, pois permite facilmente estabelecer o início da contagem

Relógio Digital