ELT502 Eletrônica Digital I Graduação em Engenharia Eletrônica

Transcrição

1 Graduação em Engenharia Eletrônica Universidade Federal de Itajubá IESTI Aula 2 Emprego de elementos de memória: Contadores síncronos de Paula Rodrigues

2 Contadores síncronos Contexto Flip-flops disparados por borda Q Versáteis Muitas aplicações CL Q Q Armazenamento de dados Transferência de dados Circuitos registradores CL Q Circuitos seqüências Puramente síncronos Também assíncronos

3 Contadores síncronos Contexto Contador assíncrono de módulo 8 (2 3 ) JQ Q 0 JQ Q JQ Q 2 Q 2 Q Q

4 Contadores síncronos Contexto Contador assíncrono de módulo 8 (2 3 ) JQ Q 0 JQ Q JQ Q 2 CL Q 0 Q Q Q 2 t t 2 t t 3

5 Contadores síncronos Contexto Contador assíncrono de módulo 8 (2 3 ): Atraso máximo 3 x t pff 000 x t pff x t pff 0 00 Atraso por FF 00 2 x t pff t pff Atraso do contador 3t pff 2 x t pff 0 0 x t pff Contador assíncrono de N bits Atraso total de Nt pff x t pff 00 3 x t pff

6 Contadores síncronos O que são? Contadores síncronos As entradas de clock são síncronas Circuitos maiores que os assíncronos Menos susceptíveis a atrasos

7 Contadores síncronos O que são? Idéia de operação Assíncronos Síncronos Circuito combinacional Circuito combinacional Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q FFs com excitações fixas Excitações controladas por circuitos adicionais

8 Contadores síncronos Exemplo Contador síncrono de módulo 8 (2 3 ) JQ A JQ B JQ C J A = A = J B = B = A J C = C = AB

9 Contadores síncronos Exemplo Contador síncrono de módulo 8 (2 3 ) J A = A = J B = B = A J C = C = AB Estado atual C B A Entradas de controle J A A J B B J C C Próximo estado C B A

10 Contadores síncronos Exemplo Contador síncrono de módulo 6 (2 4 ) Contagem D C B A J A = A = J B = B = A J C = C = AB J D = D = ABC

11 Contadores síncronos Exemplo Contador síncrono de módulo 6 (2 4 ) JQ A JQ B JQ C JQ D J A = A = J B = B = A J C = C = AB J D = D = ABC

12 Contadores síncronos Atraso Contador síncrono de módulo 8 (2 3 ) JQ A JQ B JQ C CL A B C AB

13 Contadores síncronos Atrasos Atrasos em contadores de N bits Assíncronos Síncronos Nt pff t pp + t pff

14 Contadores síncronos Contadores de módulo < 2 N Contagem de módulo < 2 N 000 Procedimento Temporário 00 Contador de módulo 2 N 0 C B CLR 00 + Decodificador de contagem

15 Contadores síncronos Contadores de módulo < 2 N Contador de módulo 6 JQ A JQ B JQ C A B C CLR CLR CLR C B J A = A = J B = B = A J C = C = AB CLR = BC

16 Contadores síncronos Contadores de módulo < 2 N Contador de módulo 6 CL A B C BC

17 Contadores síncronos Projeto de contadores Projeto de contadores síncronos Seqüência de contagem... Circuito combinacional Circuito combinacional Excitação Circuito Q Q Q Q Q Q Q Q

18 Contadores síncronos Projeto de contadores Tabela de excitação de flip-flops J J Q 0 0 Q Q Estado atual Q n Novo estado Q n+ Transição J x 0 0 x 0 0 x x 0

19 Contadores síncronos Projeto de contadores Tabela de excitação de flip-flops D D Q 0 0 Estado atual Q n Novo estado Q n+ Transição D

20 Contadores síncronos Projeto de contadores Tabela de excitação de flip-flops SR S R Q 0 0 Q Estado atual Q n Novo estado Q n+ Transição S R x x 0

21 Contadores síncronos Projeto de contadores Passos de projeto Passo Passo 2 Passo 3 Passo 4 Passo 5 Passo 6 Passo 7 Estabelecer a contagem Criar o diagrama de estados Calcular o número de FFs a utilizar Escolher o tipo de FF a utilizar Gerar a tabela de transição de estados e excitações Obter as equações de excitação para cada FF Desenhar o esquema elétrico do contador

22 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo : Contagem descrescente de 3 a 0 Passo Passo 2 Estabelecer a contagem Criar o diagrama de estados Passo 3 Passo 4 Calcular o número de FFs a utilizar Escolher o tipo de FFs a utilizar São necessários 2 FFs. Serão utilizados FFs do tipo D.

23 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo : Contagem descrescente de 3 a 0 Passo 5 Gerar a tabela de transição de estados e excitações Estado atual Q n B A Próximo estado Q n+ B A Entradas de controle D B D A

24 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo : Contagem descrescente de 3 a 0 Passo 6 Obter as equações de excitação para cada FF Flip-flop B Flip-flop A A 0 A 0 B B D B = A B D A = A

25 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo : Contagem descrescente de 3 a 0 Passo 7 Desenhar o esquema elétrico do contador Vide montagem e simulação no Quartus II

26 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo 2: Contagem específica Passo Passo 2 Estabelecer a contagem Criar o diagrama de estados C B A

27 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo 2: Contagem específica Passo 3 Passo 4 Calcular o número de FFs a utilizar Escolher o tipo de FFs a utilizar São necessários 3 FFs. Serão utilizados FFs do tipo J.

28 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo 2: Contagem específica Passo 5 Gerar a tabela de transição de estados e excitações Estado atual Q n C B A Próximo estado Q n+ C B A Excitações J C C J B B J A A x x x x x x x x x x x 0 x x 0 x 0 x x x x x 0 x x 0 0 x x x 0

29 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo 2: Contagem específica Passo 6 Obter as equações de excitação para cada FF C x BA 0 0 x 0 x Flip-flop C Flip-flop B J C C C 0 00 x 0 BA 0 x x 0 x J B C BA 0 x x 0 x x B C 0 00 x x BA 0 x x 0 J A C BA 0 x x x x 0 0 Flip-flop A A C 0 00 x x BA x x J C = B C =B+A J B = A+C B = J A = B C A =CB

30 Contadores síncronos Projeto de contadores Exemplo 2: Contagem específica Passo 7 Desenhar o esquema elétrico do contador Vide montagem e simulação no Quartus II

31 Contadores síncronos Exercícios Exercícios Gerar um contador crescente e um decrescente utilizando a ordem dos dígitos de seu número de matrícula.

32 Contadores síncronos Fim Conferir a presença

33 Contadores síncronos Fim Obrigado