Novembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Contadores síncronos Prof. Carlos Sêrro Prof. João Paulo...

Novembro de 2005Novembro de 2005 Sistemas DigitaisSistemas Digitais 11

Contadores síncronosContadores síncronos

Prof. Carlos SêrroProf. João Paulo Carvalho

Adaptado para lógica positiva por Guilherme Arroz

SISTEMAS DIGITAISSISTEMAS DIGITAIS


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Para um contador ser síncrono, todos Para um contador ser síncrono, todos os FF devem ser actuados ao mesmo os FF devem ser actuados ao mesmo tempo. Logo, a linha de relógio deve tempo. Logo, a linha de relógio deve ser comumser comum

Vamos fazer o projecto, de forma Vamos fazer o projecto, de forma heurísticaheurística, de um contador binário , de um contador binário ascendente com 3 bitsascendente com 3 bits


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Começamos com 3 FFs JK ETComeçamos com 3 FFs JK ET Os flancos de comutação não são Os flancos de comutação não são

importantesimportantes Mas são os mesmos para os 3 FFSMas são os mesmos para os 3 FFS Neste exemplo, admite-se que os flancos Neste exemplo, admite-se que os flancos

de comutação são os ascendentesde comutação são os ascendentes


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Vejamos a saída Q0Vejamos a saída Q0 Ela muda sempre que Ela muda sempre que

ocorre um impulso ocorre um impulso (flanco ascendente) no (flanco ascendente) no relógiorelógio


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Vejamos agora a Vejamos agora a saída Q1saída Q1

Ela só muda quando Ela só muda quando ocorre um impulso ocorre um impulso (flanco ascendente) (flanco ascendente) no relógio e Q0 está no relógio e Q0 está a 1a 1


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Obtemos, então, o seguinte logigrama Obtemos, então, o seguinte logigrama parcialparcial

Q1 muda com um flancoascendente em CLK se esó se Q0 = 1

Q0 muda em todos osflancos ascendentesde CLK


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Vejamos agora a saída Vejamos agora a saída Q2Q2

Ela só muda quando Ela só muda quando ocorre um impulso ocorre um impulso (flanco ascendente) no (flanco ascendente) no relógio e Q0 e Q1 relógio e Q0 e Q1 estão ambos e estão ambos e simultaneamente a 1simultaneamente a 1


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Obtemos, então, o seguinte logigrama Obtemos, então, o seguinte logigrama (final)(final)

Q2 muda com um flancoascendente em CLK se esó se Q0 = 1 e Q1 = 1


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Generalizando para um contador Generalizando para um contador síncrono de módulo 2síncrono de módulo 2nn

Precisamos de n FFs (por exemplo JK), Precisamos de n FFs (por exemplo JK), todos a comutar no mesmo flancotodos a comutar no mesmo flanco

Todas as entradas de relógio vêm ligadas Todas as entradas de relógio vêm ligadas ao CLKao CLK

As entradas J e K do FF (i) vêm ligadas à As entradas J e K do FF (i) vêm ligadas à saída de um AND cujas entradas são as saída de um AND cujas entradas são as saídas de todos os FFs que vêm para trássaídas de todos os FFs que vêm para trás

desde o FF0 até ao FF (i-1) desde o FF0 até ao FF (i-1)


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Para não aumentarmos muito o fan-in Para não aumentarmos muito o fan-in do último AND (número muito elevado do último AND (número muito elevado de entradas) podemos optar por fazerde entradas) podemos optar por fazer

Em rigor, este AND não é necessário. Apenas se inclui para permitir expansão


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Cont. Sínc. com ResetCont. Sínc. com Reset

Reset: permite inciar o processo de Reset: permite inciar o processo de contagem no estado 0; Repare-se que contagem no estado 0; Repare-se que o Reset usa as entradas directas dos o Reset usa as entradas directas dos FFs e FFs e é activo a 0é activo a 0..


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Cont. Sínc. com EnableCont. Sínc. com Enable

Enable: permite a contagem ou Enable: permite a contagem ou impede a progressão da contagem impede a progressão da contagem (nesse caso mantém o estado de (nesse caso mantém o estado de contagem)contagem)


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Cont. de módulo arbitrárioCont. de módulo arbitrário

Pretende-se conceber um contador Pretende-se conceber um contador síncrono utilizando um procedimento síncrono utilizando um procedimento sistemático de síntesesistemático de síntese

Este método permite conceber Este método permite conceber contadores genéricos, contadores genéricos, independentemente de o módulo de independentemente de o módulo de contagem ser ou não potência de 2contagem ser ou não potência de 2


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Cont. de módulo arbitrárioCont. de módulo arbitrário

Exemplo: contador binário síncrono de Exemplo: contador binário síncrono de módulo 6 (conta no CBN de 0 a 5)módulo 6 (conta no CBN de 0 a 5)

EAEA ESES

000000 001001

001001 010010

010010 011011

011011 100100

100100 101101

101101 000000

Estado Actual Estado Seguinte

Tabela de estados


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Síntese de um contadorSíntese de um contador

Vamos sintetisar este contadorVamos sintetisar este contador Isto é, a partir da tabela de estados do Isto é, a partir da tabela de estados do

contador vamos obter o seu logigrama contador vamos obter o seu logigrama (esquema eléctrico)(esquema eléctrico)

O processo de análise seguiria os O processo de análise seguiria os mesmos passos pela ordem inversamesmos passos pela ordem inversa Do logigrama para a tabela de estadosDo logigrama para a tabela de estados


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Depois de estabelecida a tabela de Depois de estabelecida a tabela de estados, preenche-se uma estados, preenche-se uma tabela de tabela de transiçõestransições, em que se indicam as , em que se indicam as mudanças de estado dos FFsmudanças de estado dos FFs


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Note-se que os estados 110 e 111 Note-se que os estados 110 e 111 foram deliberadamente omitidos, por foram deliberadamente omitidos, por não pertencerem ao ciclo de contagemnão pertencerem ao ciclo de contagem

Em seguida escolhemos os FFs a Em seguida escolhemos os FFs a utilizarutilizar Não é indiferente essa escolha, embora Não é indiferente essa escolha, embora

não possamos decidir, nesta fase, qual o não possamos decidir, nesta fase, qual o tipo de FF que conduz à solução mínima (a tipo de FF que conduz à solução mínima (a solução mais económica em termos de solução mais económica em termos de circuito)circuito)


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Podemos, contudo, atender a algumas Podemos, contudo, atender a algumas questõesquestões Os FFs JK são os que têm mais Os FFs JK são os que têm mais

funcionalidade funcionalidade 4 funções, a saber: mantêm o estado, comutam, 4 funções, a saber: mantêm o estado, comutam,

fazem Set e fazem Resetfazem Set e fazem Reset

Os FFs SR só têm 3 funções (não Os FFs SR só têm 3 funções (não comutam)comutam)

Os FFs D apenas possuem uma função Os FFs D apenas possuem uma função (copiam a tensão na entrada)(copiam a tensão na entrada)


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Como regra geral (que, contudo, não é Como regra geral (que, contudo, não é certa) podemos dizer que, quanto maior certa) podemos dizer que, quanto maior a funcionalidade, mais simples serão as a funcionalidade, mais simples serão as expressões das expressões das equações de excitaçãoequações de excitação a a aplicar às entradas síncronas (J, K, etc.)aplicar às entradas síncronas (J, K, etc.) As entradas síncronas dos FFs designam-se, As entradas síncronas dos FFs designam-se,

nos contadores, por nos contadores, por entradas de excitaçãoentradas de excitação Mas, é claro, um FF do tipo D apenas Mas, é claro, um FF do tipo D apenas

precisa de uma eq. de excitação, precisa de uma eq. de excitação, enquanto que um JK ou um SR precisa enquanto que um JK ou um SR precisa de duasde duas


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A escolha é, por conseguinte, algo A escolha é, por conseguinte, algo arbitráriaarbitrária

No nosso caso vamos utilizar FFs JK ET No nosso caso vamos utilizar FFs JK ET que comutem nos flancos ascendentesque comutem nos flancos ascendentes A escolha do flanco de comutação e a A escolha do flanco de comutação e a

estrutura dos FFs (ET ou MS) também é estrutura dos FFs (ET ou MS) também é arbitráriaarbitrária

Logo, não garantimos uma solução mínima Logo, não garantimos uma solução mínima no processo de sínteseno processo de síntese


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Podemos começar a esboçar o Podemos começar a esboçar o logigrama do contadorlogigrama do contador

Os estados de contagem do contador Os estados de contagem do contador podem observar-se nas saída dos Ffspodem observar-se nas saída dos Ffs

O processo de síntese há-de conduzir à lógica de excitação dos FFs, a aplicar às entradas J e K


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Para podermos escrever as Para podermos escrever as equações equações de excitaçãode excitação dos FFs precisamos de dos FFs precisamos de começar por elaborar uma começar por elaborar uma tabela de tabela de excitaçõesexcitações para os FFs para os FFs (JK no caso)(JK no caso)

Cada tipo de FF possui uma tabela de Cada tipo de FF possui uma tabela de excitações diferenteexcitações diferente


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A tabela de excitações para um dado tipo A tabela de excitações para um dado tipo de FF obtém-se da sua tabela de verdade, de FF obtém-se da sua tabela de verdade, lendo-a “ao contrário”lendo-a “ao contrário”

A tabela de verdade diz como se A tabela de verdade diz como se comportam as saídas quando aplicamos comportam as saídas quando aplicamos determinados níveis e flancos às entradas determinados níveis e flancos às entradas síncronassíncronas

A tabela de excitações diz que níveis é A tabela de excitações diz que níveis é que devemos aplicar às entradas para que devemos aplicar às entradas para termos determinadas mudanças nas termos determinadas mudanças nas saídassaídas


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Tabela de Tabela de excitações de um FF excitações de um FF JKJK

A tabela de excitaçõesde um JK obtém-se apartir da tabela de verdade do JK

CPCP J J (t)(t) K K (t)(t) QQ(t+∆t)(t+∆t)

00 00 QQ(t)(t)

00 11 00

11 00 11

11 11 QQ(t)(t)

xx xx QQ(t)(t)

00 xx xx QQ(t)(t)

11 xx xx QQ(t)(t)


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Com a tabela de Com a tabela de transições do contador transições do contador

e a tabela de excitações e a tabela de excitações dos FFs JKdos FFs JK

podemos construir a podemos construir a tabela de excitações do tabela de excitações do contador contador (acetato (acetato seguinte)seguinte)


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Tabela de excitações do contadorTabela de excitações do contador


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Notemos agora que, para cada coluna Notemos agora que, para cada coluna (J2, K2, etc.) temos funções (J2, K2, etc.) temos funções combinatóriascombinatórias Porque J2, K2, etc, sendo funções de Q2, Porque J2, K2, etc, sendo funções de Q2,

Q1 e Q0, estão definidas no mesmo Q1 e Q0, estão definidas no mesmo instante tinstante t


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Logo, podemos obter as equações de Logo, podemos obter as equações de excitação dos FFs (usando, por excitação dos FFs (usando, por exemplo, o método de Karnaugh), exemplo, o método de Karnaugh), directamente da tabela de excitações directamente da tabela de excitações do contadordo contador


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Quadros de Quadros de Karnaugh para J2, Karnaugh para J2, K2, J1 e K1K2, J1 e K1


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Para J0 e K0 não Para J0 e K0 não precisamos de precisamos de quadros de quadros de Karnaugh, porque Karnaugh, porque Q0 muda a cada Q0 muda a cada impulso de relógioimpulso de relógio

EAEA ESES

000000 001001

001001 010010

010010 011011

011011 100100

100100 101101

101101 000000


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Equações de excitação para J2, K2, J1, Equações de excitação para J2, K2, J1, K1, J0 e K0K1, J0 e K0

Com J0 = K0 = 1,obrigamos o FF Q0 a mudar a

cada flanco de comutação

Como será o quadro de Karnaughde J0 e de K0?


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Finalmente, o logigrama do contadorFinalmente, o logigrama do contador


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Contadores bidireccionaisContadores bidireccionais

Vamos considerar um Vamos considerar um contador bidireccional contador bidireccional de módulo 10de módulo 10 Bidireccional quer dizer ascendente/descendente Bidireccional quer dizer ascendente/descendente

(“up/down”)(“up/down”)

Conta de 0 a 9 ou de 9 a 0, consoante o nível Conta de 0 a 9 ou de 9 a 0, consoante o nível

de tensão aplicado a uma linha de controlo de tensão aplicado a uma linha de controlo

designada por UP/DOWNdesignada por UP/DOWN Com um 0 na linha de controlo deve contar Com um 0 na linha de controlo deve contar

ascendentementeascendentemente Com um 1 deve contar descendentementeCom um 1 deve contar descendentemente


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Tabela de transições do contadorTabela de transições do contador


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O processo de síntese deste contador O processo de síntese deste contador é semelhante ao do contador anterioré semelhante ao do contador anterior

Contudo, ter em atenção que as Contudo, ter em atenção que as

equações de excitação para J3, K3, J2, equações de excitação para J3, K3, J2,

etc., dependem agora, para além de etc., dependem agora, para além de

Q3, Q2, Q1 e Q0, também da entrada Q3, Q2, Q1 e Q0, também da entrada

UP/DOWN UP/DOWN


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Carregamento em paraleloCarregamento em paralelo

A capacidade de poder inicializar um A capacidade de poder inicializar um contador com um valor à escolha é por contador com um valor à escolha é por vezes muito importantevezes muito importante

Os contadores com Carregamento em Os contadores com Carregamento em Paralelo têm essa funcionalidadeParalelo têm essa funcionalidade


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Para adicionar a funcionalidade de Para adicionar a funcionalidade de Carregamento em Paralelo a um Carregamento em Paralelo a um contador é necessário adicionar uma contador é necessário adicionar uma variável de controlo que comande o variável de controlo que comande o modo de funcionamento, e alterar a modo de funcionamento, e alterar a lógica que actua as entradas dos FFslógica que actua as entradas dos FFs


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Exemplo – Alterar um contador de módulo Exemplo – Alterar um contador de módulo 8 para realizar carregamento paralelo8 para realizar carregamento paralelo Adicionamos uma linha de controlo COUNT Adicionamos uma linha de controlo COUNT

que, quando activa, permite a contagemque, quando activa, permite a contagem Adicionamos ainda uma linha de controlo LOAD Adicionamos ainda uma linha de controlo LOAD

que permite o carregamento em paralelo do que permite o carregamento em paralelo do contador quando está a 1 e que permite os contador quando está a 1 e que permite os outros modos (Count, Reset) quando a 0outros modos (Count, Reset) quando a 0

Finalmente, uma linha RESET que, quando a 0, Finalmente, uma linha RESET que, quando a 0, faz o Reset assíncrono do contadorfaz o Reset assíncrono do contador


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A lógica dos Ji e Ki vem determinada A lógica dos Ji e Ki vem determinada pela necessidade de carregar o nível pela necessidade de carregar o nível aplicado à entrada Ii quando LOAD = aplicado à entrada Ii quando LOAD = 1, e por ter de levar em consideração 1, e por ter de levar em consideração o nível na linha COUNT quando LOAD o nível na linha COUNT quando LOAD = 0= 0


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Evidentemente, não devemos activar Evidentemente, não devemos activar simultaneamente as variáveis de simultaneamente as variáveis de controlo COUNT e LOADcontrolo COUNT e LOAD

Mas podemos desactivar as duas em Mas podemos desactivar as duas em simultâneo e, nesse caso, o contador simultâneo e, nesse caso, o contador deve manter o estado de contagemdeve manter o estado de contagem

Isto é, nem carrega em paralelo nem Isto é, nem carrega em paralelo nem contaconta


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Símbolos IEC de contadoresSímbolos IEC de contadores

Contador assíncrono 74LS293Contador assíncrono 74LS293

Ripple counter

Reset (Count=0) assíncronoaos dois contadores,desde que G1 esteja activo

Divisores de frequênciapor 2 e por 8

2 contadores ascendentese independentes (exceptopelo Reset, que é comum)


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Contador síncrono genéricoContador síncrono genéricoCTR 4

M1

1,3,4+

C2

G4

G3

CT=0

3CT=15

5,2D [1]

[2]

[4]

[8]

M5

CTR 4 – Contador de 4 bits construído a CTR 4 – Contador de 4 bits construído a partir de FFs que podem ser carregados partir de FFs que podem ser carregados com um comportamento do tipo Dcom um comportamento do tipo D

M1,M5 – Modos de funcionamentoM1,M5 – Modos de funcionamento M1 – conta (a linha está a 1)M1 – conta (a linha está a 1) M5 – carrega em paralelo (a linha está a 0)M5 – carrega em paralelo (a linha está a 0)

A linha de Modo define dois modos A linha de Modo define dois modos diferentes. Os valores 1 e 5 apenas diferentes. Os valores 1 e 5 apenas servem para indicar quais as linhas que servem para indicar quais as linhas que dependem desta linha. Para se saber o dependem desta linha. Para se saber o que faz cada modo é necessário analisar que faz cada modo é necessário analisar todo o símbolo e procurar os valores 1 e 5todo o símbolo e procurar os valores 1 e 5


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CTR 4M1

1,3,4+

C2

G4

G3

CT=0

3CT=15

5,2D [1]

[2]

[4]

[8]

M5

Linha de relógio: A linha é dividida em duas Linha de relógio: A linha é dividida em duas para facilidade de leitura do símbolo. Isso para facilidade de leitura do símbolo. Isso pode ser interpretado como tendo a linha pode ser interpretado como tendo a linha duas funções (tal como acontece com a linha duas funções (tal como acontece com a linha de Modo)de Modo) 1,3,4+: Indica que, se estiverem activas as 1,3,4+: Indica que, se estiverem activas as

entradas com os qualificadores 1, 3 e 4, o entradas com os qualificadores 1, 3 e 4, o contador conta ascendentemente (se o contador conta ascendentemente (se o contador tivesse o sinal - contaria contador tivesse o sinal - contaria descendentemente). Portanto, quando houver descendentemente). Portanto, quando houver um flanco ascendente no relógio (o triângulo), e um flanco ascendente no relógio (o triângulo), e as linhas com qualificadores M1, G3 e G4 as linhas com qualificadores M1, G3 e G4 tiverem níveis 1, o contador conta.tiverem níveis 1, o contador conta.

C2: É uma linha de clock que serve para C2: É uma linha de clock que serve para despoletar outras operações descritas algures despoletar outras operações descritas algures no símbolo (o carregamento paralelo, como no símbolo (o carregamento paralelo, como veremos)veremos)


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CTR 4M1

1,3,4+

C2

G4

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CT=0

3CT=15

5,2D [1]

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[8]

M5 G3 e G4: Enables de contagem. A diferença G3 e G4: Enables de contagem. A diferença

entre os dois está em que um deles entre os dois está em que um deles influencia a saída (de que já trataremos) influencia a saída (de que já trataremos) enquanto que o outro, não.enquanto que o outro, não.

CT = 0: Linha de Reset assíncrono do CT = 0: Linha de Reset assíncrono do contador. Quando activada coloca a contador. Quando activada coloca a contagem a 0 (CT=0).contagem a 0 (CT=0).


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CTR 4M1

1,3,4+

C2

G4

G3

CT=0

3CT=15

5,2D [1]

[2]

[4]

[8]

M5 5,2D: Entrada de carregamento paralelo de cada 5,2D: Entrada de carregamento paralelo de cada um dos FF. O carregamento dá-se quando a linha um dos FF. O carregamento dá-se quando a linha M5 está activa (a 0) e quando surge um flanco M5 está activa (a 0) e quando surge um flanco ascendente no relógio (C2). Se tivessemos 5D ascendente no relógio (C2). Se tivessemos 5D (em vez de 5,2D), isso significaria que o (em vez de 5,2D), isso significaria que o carregamento seria assíncrono, isto é, que se carregamento seria assíncrono, isto é, que se verificava logo que a linha de modo era activada, verificava logo que a linha de modo era activada, não dependendo do relógio.não dependendo do relógio.

A notação é semelhante para cada um dos 4 FFs, A notação é semelhante para cada um dos 4 FFs, mas não precisa de vir repetidamas não precisa de vir repetida


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CTR 4M1

1,3,4+

C2

G4

G3

CT=0

3CT=15

5,2D [1]

[2]

[4]

[8]

M5

3CT=15: Linha de saída que indica que o 3CT=15: Linha de saída que indica que o contador atingiu o último estado de contador atingiu o último estado de contagem (CT=15). A linha fica activa contagem (CT=15). A linha fica activa enquanto o contador estiver no estado 15 enquanto o contador estiver no estado 15 (1111), desde que o Enable G3 esteja activo(1111), desde que o Enable G3 esteja activo

[1], [2], [4] e [8]: Comentários (tudo o que [1], [2], [4] e [8]: Comentários (tudo o que estiver dentro de parêntesis rectos é estiver dentro de parêntesis rectos é comentário). Indicam o peso dos diversos comentário). Indicam o peso dos diversos flip-flops na contagemflip-flops na contagem

Saídas (é onde se vê a contagem...)Saídas (é onde se vê a contagem...)


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Reparar na existência de modos de Reparar na existência de modos de contagem ascendente (2,3+), contagem ascendente (2,3+), descendente (2,4-) e carregamento descendente (2,4-) e carregamento paralelo síncrono (1,7)paralelo síncrono (1,7)

G5 e G6 são EnablesG5 e G6 são Enables M1 e M2 indicam se há contagem ou M1 e M2 indicam se há contagem ou

carregamento paralelocarregamento paralelo M3 e M4 definem a direcção da M3 e M4 definem a direcção da

contagemcontagem O contador assinala quando chega a O contador assinala quando chega a

15 se estiver em modo ascendente, 15 se estiver em modo ascendente, ou a 0 se estiver em modo ou a 0 se estiver em modo descendentedescendente

Exemplo de contadorUp/Down de 4 bits


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Estados InstáveisEstados Instáveis

Apesar de todos os FF de um contador Apesar de todos os FF de um contador síncrono reagirem ao mesmo flanco de síncrono reagirem ao mesmo flanco de comutação, verifica-se que cada FF comutação, verifica-se que cada FF pode ser mais ou menos lento a reagirpode ser mais ou menos lento a reagir devido a vários aspectos envolvidos no devido a vários aspectos envolvidos no

seu fabrico – dispersão de características, seu fabrico – dispersão de características, neste caso que afectam o tempo de neste caso que afectam o tempo de propagação tpdpropagação tpd


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Logo, num contador síncrono Logo, num contador síncrono (também) surgem estados instáveis (também) surgem estados instáveis sempre que numa mudança de estado sempre que numa mudança de estado está envolvido mais do que um FFestá envolvido mais do que um FF

O número de estados instáveis O número de estados instáveis depende do número de FFs que depende do número de FFs que mudam de estadomudam de estado


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Exemplo: Mudança de 7 (0111) para 8 Exemplo: Mudança de 7 (0111) para 8 (1000) (1000)

QA

QB

QC

QD

CP

10 ns 10 ns

Estado (estável) 7 Estado (estável) 8

Estados instáveis


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Interligação de contadoresInterligação de contadores

Muitas vezes é necessário proceder à Muitas vezes é necessário proceder à interligação entre vários contadores interligação entre vários contadores integrados para aumentar o módulo de integrados para aumentar o módulo de contagemcontagem por exemplo, utilizar contadores de 4 bits por exemplo, utilizar contadores de 4 bits

de módulo 10 (contadores BCD) para fazer de módulo 10 (contadores BCD) para fazer um contador de módulo 100, com um (o um contador de módulo 100, com um (o de menor peso) a contar as unidades, e o de menor peso) a contar as unidades, e o outro a contar as dezenasoutro a contar as dezenas


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Uma solução óbvia consiste em interligar Uma solução óbvia consiste em interligar os contadores de modo que um deles os contadores de modo que um deles passe a ser o menos significativo, e os passe a ser o menos significativo, e os seguintes contem apenas quando todos os seguintes contem apenas quando todos os anteriores chegam ao último estado de anteriores chegam ao último estado de contagem e passam para o primeiro contagem e passam para o primeiro estadoestado

Por exemplo, no contador de módulo 100 Por exemplo, no contador de módulo 100 o contador das unidades, quando passa de o contador das unidades, quando passa de 9 para 0, faz incrementar o das dezenas9 para 0, faz incrementar o das dezenas


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Afim de manter o carácter síncrono, a Afim de manter o carácter síncrono, a solução passa por interligar os solução passa por interligar os contadores de forma a que contadores de forma a que o relógio seja comum o relógio seja comum o Enable de cada um dependa do facto de o Enable de cada um dependa do facto de

o conjunto dos contadores menos o conjunto dos contadores menos significativos terem chegado ao último significativos terem chegado ao último estado de contagem estado de contagem


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Exemplo de ligação síncrona para formar Exemplo de ligação síncrona para formar um contador binário com 8 bits módulo um contador binário com 8 bits módulo 256 (16x16=256)256 (16x16=256)

Atenção ao facto de afunção 3CT=15 viractivada no estado 15, depois do flancoascendente de iníciodesse estado.

Ou seja, no fim do estado15 é que aparece o flancoascendente de relógio queincrementa o segundocontador


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Contagens arbitráriasContagens arbitrárias

O carregamento paralelo dos contadores O carregamento paralelo dos contadores tem ainda a utilidade de permitir tem ainda a utilidade de permitir modificar os módulos de contagemmodificar os módulos de contagem

Suponhamos que pretendemos Suponhamos que pretendemos transformar um contador de módulo 16 transformar um contador de módulo 16 num de módulo 10num de módulo 10

A solução consiste em detectar o último A solução consiste em detectar o último estado de contagem pretendido e usar estado de contagem pretendido e usar essa linha para activar o carregamento essa linha para activar o carregamento em paralelo do contadorem paralelo do contador


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As linhas de carregamento paralelo As linhas de carregamento paralelo serão utilizadas para impor o estado serão utilizadas para impor o estado zerozero

Note-se que não pode ser usado o Note-se que não pode ser usado o Reset se ele for assíncrono e, Reset se ele for assíncrono e, supostamente, pretendemos manter o supostamente, pretendemos manter o contador síncronocontador síncrono


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Exemplo: Obter um Exemplo: Obter um contador de módulo contador de módulo 10 (conta de 0000 a 10 (conta de 0000 a 1001) a partir de 1001) a partir de um contador um contador integrado de integrado de módulo 16módulo 16


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A primeira vez que, na A primeira vez que, na sequência de sequência de contagem, se contagem, se encontram as duas encontram as duas linhas dos extremos a linhas dos extremos a H, temos o estado de H, temos o estado de contagem 9contagem 9

A detecção do estado A detecção do estado 9 activa o 9 activa o carregamento em carregamento em paralelo porque paralelo porque LOAD_L vem activo e LOAD_L vem activo e M1 tambémM1 também


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O carregamento em O carregamento em paralelo é do estado paralelo é do estado 00

Nos outros estados Nos outros estados de contagem (0 a 8) de contagem (0 a 8) COUNT_H vem COUNT_H vem activado e o activado e o contador conta contador conta (porque M2 vem (porque M2 vem activo nesses casos)activo nesses casos)


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A menos que haja A menos que haja uma falha no uma falha no funcionamento do funcionamento do contador, este contador, este nunca entra nos nunca entra nos estados 10 a 15, estados 10 a 15, para os quais foi para os quais foi originalmente originalmente desenhadodesenhado


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Poderia ter-se usado outro valor para Poderia ter-se usado outro valor para carregar nas entradas de carregar nas entradas de carregamento paralelo se a sequência carregamento paralelo se a sequência pretendida a isso obrigassepretendida a isso obrigasse

Se se pretendesse, por exemplo, a Se se pretendesse, por exemplo, a sequência .…,4,5,6,7,8,9,4,… então sequência .…,4,5,6,7,8,9,4,… então detectar-se-ia o 9 da mesma forma, detectar-se-ia o 9 da mesma forma, mas em vez de carregar o número 0, mas em vez de carregar o número 0, carregar-se-ia o número 4carregar-se-ia o número 4


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E que tal utilizar a detecção de um E que tal utilizar a detecção de um estado para fazer o Reset ao contadorestado para fazer o Reset ao contador Reset síncrono?Reset síncrono? Reset assíncrono?Reset assíncrono?

E porque não utilizar o carregamento E porque não utilizar o carregamento em paralelo e o Reset para obter ciclos em paralelo e o Reset para obter ciclos de contagem mais complicados?de contagem mais complicados?

E porque não detectar mais do que um E porque não detectar mais do que um estado?estado?

Novembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Contadores síncronos Prof. Carlos Sêrro Prof. João Paulo...

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Transcript of Novembro de 2005 Sistemas Digitais 1 Contadores síncronos Prof. Carlos Sêrro Prof. João Paulo...