contadores assincronos e sincronos.pdf

5/28/2018 contadores assincronos e sincronos.pdf

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Eletrnica Digital

Prof. Arthur Braga

Tpicos Contadores Assncronos X Sncronos

Contadores Assncronos

Contadores de mdulo < 2N

Contador Assncrono de Dcada

Atraso de propagao: contador assncrono

Contador assncrono decrescente

Contagem assncrona crescente / decrescente

Contadores Sncronos

Contadores sncronos de mdulo < 2N

Contadores sncronos decrescentes

Contadores sncronos crescentes/decrescentes

Contadores sncronos com carga paralela

Circuitos Integrados de contadores assncronos

Analisando Contadores Sncronos

Projeto de Contadores Sncronos


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Contador Assncrono DecrescenteAntes de analisar o circuito de um contador decrescente, vamos analisar a

seqncia de contagem decrescente para um contador decrescente de trsbits:

CBA

1 1 1

1 1 0

1 0 1

1 0 0

0 1 1

0 1 0

0 0 1

0 0 0

Qual concluso

podemos tirar ?

Como selecionar entre contador crescente ou decrescente ?


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Contadores Sncronos (paralelos)

Os problemas encontrados com os contadores assncronos so provocados

pelo acmulo dos atrasos de propagao dos FFs. Essa limitao pode ser

superada pelo com o uso de contadores sncronos ou paralelos, nos quaisos FFs so disparados simulataneamente (em paralelo) pelos pulsos de clock

de entrada.

Visto que os pulsos de clock de entrada so aplicados em todos os FFs,

algum recurso tem que ser usado para controlar o momento em que um oumais FFs deve(m) comutar, e o momento em que um ou mais FFs deve(m)permancer inalterado(s) quando ocorrer a borda ativa de clock.

QUESTO:

Como fazer isso ???


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Contadores Sncronos (paralelos)Contador AssContador Assncrono de 4 bits (mncrono de 4 bits (mdulo 16)dulo 16)

Contador SContador Sncrono de 4 bits (mncrono de 4 bits (mdulo 16)dulo 16)

Contadores Sncronos (paralelos)

Contador AssContador Assncrono de 4 bits (mncrono de 4 bits (mdulo 16)dulo 16)

Contador SContador Sncrono de 4 bits (mncrono de 4 bits (mdulo 16)dulo 16)

atraso

mx

tNf

=1

ANDatrasoFFatraso

mx

ttf

__

1

+

=

, sendoNo nmero de FFs.

H contadores sncronos de

mdulo < 2N ?


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Contadores sncronos de mdulo < 2NUtiliza-se as entradas assncronas CLEAR para gerar contadores sncronos de

mdulo < 2N. De forma semelhante aos contadores assncronos, observa-se

spikes ou glitches nas formas de onda da sada de alguns FFs.

ContadorSncrono demdulo 6

Contadores sncronos de mdulo < 2N

Abaixo mostra-se exemplos de diagramas de transio de estados para um

contador sncrono de mdulo 2N, e a mudana que ocorre no diagrama de

transio de estados quando se passa para um contador de mdulo < 2N.

contador sncrono de mdulo 2N contador sncrono de mdulo < 2N


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Contadores sncronos decrescentesNo estudo dos contadores asscontadores assncronosncronos, observamos que em um contadorcontadorcrescentecrescente usamos a sada de um FF de ordem mais baixa para controlar acomutao de um FF de ordem imediatamente superior, j em umcontador decrescentecontador decrescente usamos a sada invertida de um FF de ordem maisbaixa para controlar a comutao de um FF de ordem imediatamentesuperior.

Nos Contadores SContadores Sncronosncronos, h um raciocnio semelhante: no contadorcontadorcrescentecrescente usa-se a sada de um FF de ordem mais baixa para controlar acomutao de FFs de ordem superior, no contador decrescentecontador decrescente usa-se as

sadas invertidas de cada FF para controlar a comutao dos FFs deordem superior.

Contadores sncronos decrescentesEXEMPLOEXEMPLO

Contador Crescente

Contador Decrescente

E para

selecionar

o sentido

da

contagem

?


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Contadores sncronos crescentes/decrescentes

Contadores sncronos com carga paralelaMuitos contadores sncronos (paralelos) disponveis na forma de CIs so

projetados para serem contadores com carga paralela (presettable): podemser inicializados com qualquer contagem inicial desejada de forma assncrona

(independente do sinal de clock) ou sincrona (na transio ativa do sinal do

clock).

1 0 1

0 1 0

0 1 0

1 0 1

1 0 1

0

1CARGA ASSCARGA ASSNCRONANCRONA


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Contadores sncronos com carga paralela

Muitos CIs de contadores paralelos usam carga sncrona, em que o contador carregado na transio ativa do mesmo sinal de clock usado para acontagem. O nvel lgico aplicado na entrada determina se a transio

ativa do clock carregar o contador ou se ser contada como uma operao

normal de contagem.

CARGA SCARGA SNCRONANCRONA

PL

Exemplos de CIs contadores que usam carga sncrona incluem os 74ALS160,

74ALS161, 74ALS162 e 74ALS163 da famlia TTl, e os equivalentes CMOS74HC160, 74HC161, 74HC162 e 74HC163.

Como operam esses Circuitos Integrados ?Como operam esses Circuitos Integrados ?


A sA s rie 74ASL160rie 74ASL160--163 / 74HC160163 / 74HC160--163163

Perceberam que este CI sPerceberam que este CI s faz contagem crescente ?faz contagem crescente ?

detecta estado terminal


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Circuitos Integrados de contadores assncronosA sA s rie 74ASL190rie 74ASL190--191 / 74HC190191 / 74HC190--191191


Muitas sadas de CIs contadores foram projetadas para facilitar a conexo de

mltiplos CIs para criar circuitos com uma extenso de contagem mais ampla.

CONTADOR DE MCONTADOR DE MLTIPLOS ESTLTIPLOS ESTGIOSGIOS

Como visualizar a saComo visualizar a sada dos contadores ?da dos contadores ?


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Analisando contadores sncronosContadores sncronos so casos particulares de circuitos sequenciaissncronos, podendo ser analisados atravs de ferramentas j vistas, epodendo ser projetados de modo personalizado para gerar uma sequncia de

contagem qualquer atravs do procedimento de projetoj visto.

Caso tenhamos disponvel o esquemtico do circuito de um contador sncrono

desconhecido que desejamos analisar compreender o funcionamento

temos as tabelas e os diagramas de transio de estados comoferramentas muito teis para realizar esta anlise.

Neste caso, o primeiro passo para gerar a tabela de transio de estados escrever a expresso lgica para a entrada de controle de cada FF apartir dessas expresses, possvel prever os comandos para cada FF eo prx imo estado resultante.

EXEMPLO ?EXEMPLO ?

Analisando contadores sncronosEXEMPLOEXEMPLO

CKJ

AKJ

CK

BAJ

AA

BB

C

C

==

==

=

=

EXPRESSES:EXPRESSES:


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CKJ

AKJ

CK

BAJ

AA

BB

C

C

==

==

=

=

100001111111

010000010011

110001110101

000000010001

001111101110

110110000010010111100100

100110000000

ABCKAJAKBJBKCJCABC

PRXIMO estadoEntradas de ControleEstado ATUAL

Observa-se que se trata de

um contador de mdulo 5.

Observa-se ainda que se

trata de um contador

autocorretor.


E para projetar um contador sE para projetar um contador s ncrono ?ncrono ?


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Projeto de Contador SncronoMuitas configuraes diferentes de contadores esto disponveis como CIs

assncronos, sncronos e combinaes assncrono/sncrono. A maioria deles

realiza a contagem segundo uma seqncia binria normal.

Entretanto, em muitas aplicaes pode-se precisar de um contador que gere

uma seqncia que no seja a normal.

Realizar o projeto do circu ito sequncial.

SOLUSOLUO ?O ?

EXEMPLO DE PROBLEMA:EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de PassoControle de um Motor de Passo

Um motor de passo gira em passos discretos, geralmente 15o por passo, em

vez de girar em movimento contnuo. Os enrolamentos dentro do motor devem

ser energizados e desenergizados em uma seqncia especfica para produzir

movimentos em passos discretos.

Projeto de Contador Sncrono


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Deseja-se projetar um contador sncrono que gere sinais digitais a serem

utilizados para controlar a corrente em cada enrolamento do motor.





100X1X111

11X10X011

001XX0101

01X0X1001

011X0X110

00X01X010

110XX1100

10X1X0000

ABKAJAKBJBABD

PRXIMOEntradas de ControleEstado

ATUAL

Tabela de transiTabela de transio de estadoso de estados



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Bibliografia Bsica

Tocci, R. j., Widmer, N. S., Moss, G. L.;Sistemas Digitais - Princpios e Aplicaes -10 Ed, Editora Pearson, 2007.

Milos Ercegovac; Tomas Lang; Jaime H.Moreno; Introduo aos Sistemas Digitais,Editora Bookman, 2000.

Material da Disciplina

http://www.dee.ufc.br/~arthurp

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