Contadores digitais são circuitos utilizados principalmente para contagens, geração de palavras, divisão de frequências, medição de frequência e tempo. Nesta edição vamos relembrar um importante componente desses contadores, o flip-flop JK e responder a uma questão do poscomp 2012.
FLIP-FLOP
Para entender melhor o funcionamento de um contador, precisamos entender o funcionamento do flip-flop.
O flip-flop ou multivibrador biestável é um circuito digital pulsado capaz de servir como uma memória de um bit. Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, Alguns flip-flops também incluem um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na equação carecterística do flip-flop.
O Flip Flop JK é um tipo de flip-flop utilizado para compor circuitos de contadores. Funciona da seguinte forma:
CONTADORES DIGITAIS
Os contadores podem ser PROGRESSIVOS ou CRESCENTES, quando contam numa sequência de números crescentes, ou seja, dos valores mais baixos para os mais altos, como (1,2,3,4...). Também podem ser REGRESSIVOS ou DECRESCENTES, quando a contagem é feita dos valores mais altos para os mais baixos como (4,3,2,1...).
Os contadores podem ser SÍNCRONOS, quando existe um sinal de clock único externo aplicado a todos os estágios ao mesmo tempo.
Os contadores também podem ser ASSÍNCRONOS, quando existe o sinal de clock aplicado apenas ao primeiro estágio. Os estágios seguintes utilizam como sinal de sincronismo a saída de cada estágio anterior. Estes contadores também são denominados Ripple Counters.
Uma das características dos contadores é o módulo,- valor n ou valor máximo que um contador pode contar. Por exemplo, um contador de módulo 8 é um contador que pode contar até 8.
CONTADOR SÍNCRONO
Um contador síncrono tem sua contagem especificada através de um diagrama de transição, apresentado na figura abaixo, que indica qual é o estado futuro a ser atingido pelo contador quando é aplicado um pulso de clock.
A indicação (1) mostra que o contador deve iniciar sua contagem pelo estado indicado por (2). Cada circunferência representa um estado da contagem e pode indicar um valor decimal, binário, hexadecimal ou um nome – exemplo ‘state1’ que representa algum valor tabelado. A seta com a indicação (3) representa que existe uma transição do estado ‘state1’ para ‘state2’, assim como para os outros estados.
CONTADOR ASSÍNCRONO
No circuito do contador assíncrono os flip-flops não possuem as entradas clock em comum, pois são arranjados de forma que a entrada clock do flip-flop de ordem n seja a saída do flip-flop de ordem n-1. Possue saída binária sequencial e o bit mais significativo da contagem (MSB) está sempre no último flip-flop, considerando como primeiro flip-flop o que recebe os pulsos de clock.
Em outras palavras, este circuito conta os pulsos de entrada e fornece saídas que são a representação binária desta contagem. Com 4 flip-flops podemos partir a contagem de 15 e com 8 flip-flops, de 255.
Vamos praticar?!
Tente resolver essa questão do POSCOMP 2012:
Analisando a configuração do circuito, podemos ver que é um circuito contador assíncrono, pois há sinal de clock apenas no primeiro flip-flop, os outros utilizam a saída do anterior para o clock.
Então ficamos entre a letra b e letra c.
Como vimos o módulo de um circuito contador assícrono é sua capacidade de contagem. Neste caso, por ter 4 flip-flops este circuito poderia contar até 15, porém podemos observar que há uma porta nand ligada as entradas CLR(clear), ou seja esta porta nand se torna um limitador de módulo/contagem.
As entradas da porta nand está ligada a saída B e a saída D, devido a tabela-verdade da NAND quando as duas saídas forem altas, entrada CLR é ativada e “zera” os flips-flops. Portanto o contador quando chegar em 1010 é zerado, 1010 é 10 em binário, então como ele só conta até 10 seu módulo é igual a 10.
Resposta certa: letra B.
Referencias:
http://www.li.facens.br/~machado/obc/materiais/exp5.pdf
http://www.ifi.unicamp.br/~kleinke/f540/e_fli.html
http://pt.wikipedia.org/wiki/Contador_(eletr%C3%B4nica)
http://www.sabereletrico.com/leituraartigos.asp?valor=49
http://www.feg.unesp.br/~jmarcelo/restrito/arquivos_downloads/apostilas/sd2/cap5.pdf
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