Análise e Projeto de Contadores Síncronos. Circuitos Lógicos Prof. Daniel D. Silveira

Transcrição

1 Circuitos Lógicos Análise e Projeto de Contadores Síncronos Prof.: Daniel D. Silveira 1

2 Análise de contadores síncronos Circuitos de contadores síncronos podem ser projetados para gerar qualquer seqüência de contagem Não são necessários controles assíncronos (PR, CLR) Não há estados temporários ou glitches 2

3 Análise de contadores síncronos Metodologia: 1) Escrever a expressão lógica para cada entrada de controle dos FFs 2) Estabeleça um estado atual e aplique essa combinação de bits às expressoes lógicas de controle 3) Repita o processo até que toda a seqüência seja determinada 3

4 Análise de contadores síncronos Seja o contador abaixo: Determine a expressão lógica para cada entrada de controle: Jc=A.B Kc=C Jb=Kb=A Ja=Ka= C 4

5 Análise de contadores síncronos ** Exemplo de contador autocorretor: estados não usados retornam à sequência de contagem normal 5

6 Análise de contadores síncronos Como seria a análise para contadores síncronos utilizando FFs D? D C = CB + C A + CBA D B = BA + BA D A = A 6

7 Análise de contadores síncronos FF Ds são os mais usados em PLDs Esse éum contador binário módulo 8 Aplicando se álgebra de Boole D D D C B A = CB + C A + CBA = C ( AB) = BA + B A = A = B A E pode se corretamente prever que para um contador binário de módulo 16 com um 4o FF: = D (ABC) D D 7

8 Exercícios propostos 7.39) Analise o contador síncrono da figura 7.104a. Desenhe o diagrama de tempo e obtenha o módulo do contador. 7.40) Repita o problema anterior para a figura 7.104b 8

9 Projeto de contadores síncronos Utilizado quando um contador deve seguir uma seqüência que não éaquela binária normal Processo de projeto de circuitos lógicos que decodifica os vários estados do contador para fornecer os níveis lógicos para cada entrada J e K Utiliza se a tabela de transição 9

10 Projeto de contadores síncronos A tabela de transição J K éa parte principal do projeto de contadores síncronos 10

11 Procedimento de projeto 1) e 2) Determine o número desejado de bits (FFs), a seqüência de contagem desejada e o diag. de estados Ex: Seja um contador de 3 bits (observe que os estados 101, 110 e 111 não estão incluídos) 11

12 Projeto de contadores síncronos 3) Monte a tabela verdade com todos os estados atuais e os próximos, mesmo aqueles que não fazem parte da seqüência (os estados indesejáveis mostrados no diagrama de estados) 12

13 Projeto de contadores síncronos 4) Acrescente colunas a essa tabela para cada entrada J e K. Para cada entrada atual, indique os níveis exigidos em cada entrada J e K a fim de produzir a transição para o próximo estado 5) Projete os circuitos lógicos necessários para gerar os níveis requeridos em cada entrada J e K (utilize simplificações etc) 6) Implemente as expressões finais (circuito) 13

14 Projeto de contadores síncronos Mapas de K: 14

15 Projeto de contadores síncronos O circuito final fica então: 15

16 Projeto de contador síncrono com FFs D Contadores com FFs JK tem circuitos lógicos mais simples, contadores com FFs D tem o projeto simplificado Implemente o circuito a partir da tabela do circuito anterior com FFs D 16

17 Projeto de contador síncrono com FFs D 17

18 Exemplo prático O controle de um motor de passo pode ser realizado através de contadores síncronos Motores de passo são bastante utilizados onde o controle preciso é necessário (controle de cabeça de impressoras, robôs etc) 18

19 Exemplo prático Para que o motor gire, 1 e 2 devem estar em estados opostos (energizado e desenergizado), e também o 3 e 4. 19

20 Exemplo prático Construa o circuito a partir da tabela dada: 20

21 Projeto de contador síncrono com FFs D 21

22 Exercícios propostos 7.43 a) Projete um contador síncrono usando FFs J K que tenha a seguinte seqüência: 000, 010, 101, 110 e repete. Os estados indesejáveis (não usados) 001, 011, 100 e 111 têm de levar o contador sempre para 000 no próximo pulso de clock. b) Redesenhe o contador do item (a) sem nenhuma restrição sobre os estados não usados, ou seja, seus próximos estados podem ser estados de irrelevância. Compare com o projeto do item (a). 22