Circuitos Digitais Contadores

Circuitos Digitais
Contadores
Orivaldo Santana Jr.
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Roteiro
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Introdução
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Contadores Assíncronos Crescentes
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Contadores Assíncronos Decrescentes
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Contador Assíncrono Crescente/Decrescente
Introdução
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Variam seus estados sob o comando de um clock;
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Normalmente utilizados em:
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Contagens diversas;
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Divisão de frequência;
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Conversão analógico para digital.
Basicamente são divididos em duas categorias:
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Contadores assíncronos;
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Contadores síncronos;
Os contadores podem ser classificados pelo tipo de contagem que
executam:
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Contadores crescentes;
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Contadores decrescentes;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Seus flip-flops funcionam de maneira assíncrona,
ou seja, não tendo entradas de clock em comum.
O clock é aplicado apenas no primeiro flip-flop;
Os flip-flops são encadeados de maneira que a
saída Q de um flip-flop é ligada no clock do flipflop seguinte;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Contador de Pulsos:
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Apresenta em suas saídas o sistema de numeração
binário em sequência;
Formados por flip-flops do tipo T ou JK mestreescravo com suas entradas conectadas;
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A cada descida de clock, Qf = Qa;
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O primeiro flip-flop recebe o clock;
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O clock dos flip-flops seguintes recebe a saída do flipflop anterior;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Circuito de um contador de pulsos com quatro bits:
Contadores Assíncronos Crescentes
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Análise:
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Inicialmente todos as saídas são colocadas em “0”
aplicando 0 no clear (R);
A cada descida de clock o primeiro flip-flop muda seu
estado;
A cada mudança de estado de “1” para “0” no primeiro
flip-flop o segundo flip-flop muda seu estado, e assim
por diante;
Considerando o Q0 (D1) como sendo o bit menos
significativo (LSB) e Q3 como sendo o mais
significativo (MSB), logo a saída é binária que varia de
0000 a 1111;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Figura ilustrativa da variação dos estados de saída
de acordo com o pulso de clock:
Contadores Assíncronos Crescentes
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Analisando os gráficos Anterior:
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A frequência de Q0 é metade da frequência do clock;
A frequência de Q1 é metade da frequência de Q0 e 1/4
da frequência do clock, e assim sucessivamente nas
demais saídas;
Logo, concluímos que um contador pode ser utilizado
como divisor de frequência do sinal de clock da entrada
(onda quadrada);
A divisão será por 2n, onde n é o número de flip flops;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Contador de Década
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Capaz de contar dentro do BCD8421 de 0000 (0) até
1001 (910 ).
Utiliza um contador de puslos;
Assim que o contador de pulsos atingir o valor 1010
(1010), aplica-se o sinal “0” no clear;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Circuito de um contador de década:
Contadores Assíncronos Crescentes
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Tabela da Verdade de um contador de década:
Pulsos CK Q Q Q Q Cl
3 2 1 0 ear
1ª
0 0 0 0
1
2ª
0 0 0 1
1
3ª
0 0 1 0
1
4ª
0 0 1 1
1
5ª
0 1 0 0
1
6ª
0 1 0 1
1
7ª
0 1 1 0
1
8ª
0 1 1 1
1
9ª
1 0 0 0
1
10ª
1 0 0 1
1
1 0 1 0
0
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Após a décima descida de clock o
contador assume o estado Q0 = 0, Q1
= 1, Q2 = 0 e Q3 = 0 (10102). Este
estado leva o contador para 00002, o
mesmo do primeiro pulso de clock,
reiniciando a contagem;
Outra forma de obter o mesmo clear
quando o estado for 1010 é utilizado
uma porta NE cujas entradas
escolhidas são Q3 e Q1, pois estas só
assumem valor “1” simultaneamente
para o estado 1010;
Contadores Assíncronos Crescentes
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Contador sequencial de 0 a n
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Utilizando o mesmo processo de construção de um
contador de década, podemos fazer um contador de 0 a
n;
Procedimento consiste em:
Verificar os valores das saídas (Q0,Q1,Q2 e Q3) para o
estado posterior a n;
● Colocar estas saídas que forem iguais a “1” numa porta
NE;
● Ligar saída da porta NE ao clear de cada flip-flop do
contador;
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Contadores Assíncronos Crescentes
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Exercício:
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Monte um contado de 0 a 5;
Contadores Assíncronos Decrescentes
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Um contador de 4 bits decrescente conta de 1111
até 0000;
Tabela:
Decimal
Binário
15
1
1
1
1
14
1
1
1
0
13
1
1
0
1
12
1
1
0
0
0
0
...
0
...
0
0
Contadores Assíncronos Decrescentes
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O circuito que efetua a contagem decrescente é o
mesmo circuito que efetua contagem crescente;
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A diferença é que as saída utilizas são as barradas ao
invés de (Q0,Q1,Q2 e Q3);
Q0' é a saída que apresenta o bit menos
significativo.
Observando a tabela notamos que a contagem
decrescente é complemento da contagem
crescente;
Contadores Assíncronos Decrescentes
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O circuito é mostrado abaixo:
O estado inicial (1111) é alcançado aplicando “0”
no clear (R);
Contadores Assíncronos Decrescentes
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Saídas do circuito:
Contador Assíncrono
Crescente/Decrescente
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Possui uma variável de seleção “X”, para escolher
entre contagem crescente ou decrescente;
Quando o controle assumir “1”:
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As saídas Q barradas estarão bloqueadas;
As saídas Q normais liberadas para atuarem nos
entradas de clock dos flip-flops seguintes;
Contagem será crescente;
Contador Assíncrono
Crescente/Decrescente
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Quando o controle “X” assumir 0:
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A situação inverte;
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Contagem será decrescente;
Lembrando que Q0 é a saída que representa o bit
menos significativo;
Contador Assíncrono
Crescente/Decrescente
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Circuito:
Referência Bibliográfica
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IDOETA, Ivan V.; CAPUANO, Francisco G.
Elementos de eletrônica digital. 40.ed. São
Paulo: Érica, 2008.