Circuitos Sequenciais II Parte 1

Circuitos Sequenciais II Parte 1

1. Objetivos:

   • Entender funcionalidades de REGISTRADORES DE DESLOCAMENTO, CONTADORES BINÁRIOS UP/DOWN e CONTADORES PROGRAMÁVEIS
   • Análise e Aplicabilidade destes circuitos e diferenciar suas funcionalidades.
   • Entender a aplicabilidade dos CIs de CONTADORES 74LS90 e 74LS193 e REGISTRADORES 74LS174, 74LS194 e 74HC595
   • Aplicar métodos de síntese em CONTADORES SÍNCRONOS E ASSÍNCRONOS

2. Relembrando

   • O Flip-Flop tipo D com CLOCK envia um nível lógico da entrada para saída apenas quando recebe uma transição da entrada de CLOCK
   • Circuitos Sequenciais utilizam o estado atual para fornecer uma saída
   • Circuitos Síncronos alteram seus estados com uma transição do sinal de CLOCK
   • Flip-Flops são circuitos digitais que podem ser utilizados como elementos de memória
   • DIAGRAMA DE ESTADOS mostram os ESTADOS e suas TRANSIÇÕES em um circuito lógico sequencial

3. Registradores

   • Armazenam dados com mais de 1 bit. Diferente do Flip-Flop que armazenam dados de apenas 1 bit
   • O tamanho do registrador depende da quantidade necessária de representatividade. Por exemplo, pra representar dígitos de 0 a 9 vimos que o limite é log₂10 = 4 bits. Logo para dígitos de 0 a 9 usa-se registradores de 4 bits
   • Registradores são classificados pelo modo como os dados são armazenados na entrada e lidos na saída
     • SÉRIE-SÉRIE: Os bits armazenados são inseridos e obtidos um a um
     • SÉRIE-PARALELO: Os bits são armazenados um a um e lidos simultaneamente
     • PARALELO-SÉRIE: Os bits são armazenados simultaneamente e lidos um a um
     • PARALELO-PARALELO: Os bits são armazenados simultaneamente e lidos simultaneamente
   • O tempo de armazenamento e leitura dependeram do modo. Cada armazenamento (SÉRIE OU PARALELO) depende de uma transição de sinal CLOCK

4. Registradores de Deslocamento

   • São registradores de ENTRADA SÉRIE. Também conhecido como Shift-registers
   • São compostos por grupos de Flip-Flops (mais comuns D e JK). As saídas do FF anterior são ligadas nas entradas do FF seguinte e os dados são deslocados a cada pulso de CLOCK
   • DESLOCAMENTO À ESQUERDA de binários eu incluo zeros e multiplico por 2
   • DESLOCAMENTO À DIREITA de binários eu incluo zeros e divido por 2
     • Lembrando sempre do limite desse registrador
   • Uma aplicação seria monitorar a posição de um produto em uma esteira em um processo de produção contínua.

5. CI 74LS174

   • São 6 Flip-Flops tipo D. Admite diversos MODOS, através de um ARRANJO feito EXTERNAMENTE
   • A entrada assíncrona CELAR coloca todos os FFs em 0
   • Um transição POSITIVA de CLK transfere todos os bits de entrada para saída

6. CI 74LS194

   • Registrador UNIVERSAL BIDIRECIONAL de 4 bits
   • Admite diversos MODOS, através de entradas de seleção S0 e S1
   • A entrada assíncrona CELAR coloca todos os FFs em 0
   • Um transição POSITIVA de CLK deslocam os dados (à direita ou à esquerda)
   • Entradas PARALELAS A, B, C E D. Saídas PARALELAS QA, QB, QC E QD.

7. CI 74HC595

   • Registrador de deslocamento de 8 bits com registradores de saída
   • A entrada assíncrona SRCLR coloca todos os FFs em 0
   • Um transição POSITIVA de SRCLK deslocam os dados do registrador de deslocamento para o registrador de saída
   • Pode ser agrupado em cascata com a saída QH
   • Entrada OE em 1 deixa as saídas em um estado de alta-impedância, DESABILITANDO-AS
   • Uma aplicação é que ele é utilizado para expandir saídas digitais de micro controladores

8. Divisão de Frequência e Contagem

   • Cada saída divide a frequência de entrada em uma potência de 2
   • Cada PULSO causa uma MUDANÇA DE ESTADO e a sequência de estados representa uma CONTAGEM

9. Contadores

   • São circuitos sequenciais cuja saídas associadas a cada estado representam uma contagem. A transição entre estados(contagem) é feita através de pulso de CLOCK
   • O uso do sinal de CLOCK pode ser:
     • ASSÍNCRONO: Possuem um arranjo de FFs onde o sinal de CLOCK é ligado apenas no primeiro FF. Os demais tem suas entradas de CLOCK ligadas a FFs anteriores
     • SÍNCRONO: Todas as entradas de CLOCK dos FFs do contador estão interligadas. O pulso de CLOCK é enviado simultaneamente a todos os FFs. Em geral são mais rápidos
   • A sequencia pode ser crescente(up) ou descrescente (down)
   • Os estados podem ser representados por DIAGRAMA DE ESTADOS ou uma TABELA DE ESTADOS

10. Contadores Assíncronos

    • Utilizam contagem de pulsos do circuito DIVISOR DE FREQUENCIA. Uzam FFs T ou JK com entradas em 1
    • As entradas CLEAR determinam os LIMITES de contagem. Quando atingida coloca todas as entradas dos FFs em 0. Esta transição é realizada por um circuito COMBINACIONAL
    • O número de FFs depende do tamanho do REGISTRADOR
    • O número de estados é também chamado de MÓDULO
    • O FF que possui LSB deve estar á direita e o que possui MSB á esquerda. O sinal CLK deve ser aplicado ao FF do LSB.

11. Contadores Síncronos

    • As entradas JK de cada FF são determinas por circuitos COMBINACIONAIS
    • Cada FF deve ter suas entradas J e K nível ALTO apenas quando todos FFs de níveis mais baixos estiverem nível ALTO

12. CI 74LS90

    • Contador Binário
    • Possui um contador de módulo 2 e um de módulo 5
    • Ligando a saída Qa do primeiro contador na entrada CKB do segundo contador funciona como contador de década (0 a 9)

13. CI 74LS193

    • Contador Síncrono Binário de 4 bits. Crescente e Decrescente. CLEAR E CLOCK com transição positiva
    • Pode ser programado para que a saída assuma imediatamente o número binário das entradas A, B , C e D. Apenas quando entrada LOAD é ativada
    • Entradas UP e DOWN recebem sinal de CLOCK para contar de forma crescente ou decrescente na transição positiva

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