...

Aula 15 – Contadores Síncronos

by user

on
Category: Documents
4

views

Report

Comments

Transcript

Aula 15 – Contadores Síncronos
Aula 15
Contadores Síncronos
SEL 0414 - Sistemas Digitais
Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira
Atraso de propagação dos
Contadores Assíncronos
Atraso de Propagação:
Contadores Assíncronos
Atraso de Propagação:
Contadores Assíncronos
Atraso de Propagação:
Contadores Assíncronos
l 
Condição para o funcionamento correto do
contador assíncrono:
f máx
1
<
n × ta
–  f = frequência máxima do sinal de CLK;
–  ta = tempo de atraso dos FFs JK
–  n = número de FF JK utilizados no contador
Assíncronos X Síncronos
l 
Contadores Assíncronos:
– 
– 
– 
– 
l 
Os Flip-Flops não mudam de estado com o mesmo sincronismo;
O CLK é colocado apenas no primeiro FF (LSB);
Há um pequeno atraso entre as mudanças de estado de cada FF;
O atraso é propagado de acordo com o número de FFs
conectados em cascata.
Contadores Síncronos:
– 
– 
– 
– 
Os Flip-Flops mudam de estado com o mesmo sincronismo;
O mesmo CLK é ligado em todos os FFs;
Há um atraso entre as mudanças de estado de cada FF;
O atraso não é propagado de acordo com o número de FFs.
Contador Síncrono
Crescente
Contador síncrono
Contador Crescente Síncrono de 3 bits
Z0
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
Z2
Z1
J1
Ck↓
K1
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Como conectar os FF?
Contador Síncrono
Contador Crescente Síncrono de 3 bits
Pulsos Ck
0
1
2
3
4
5
6
7
Q2
0
0
0
0
1
1
1
1
Q1
0
0
1
1
0
0
1
1
Q0
0
1
0
1
0
1
0
1
Contador síncrono
Contador Crescente Síncrono de 3 bits
1
Z0
J0
Ck↓
K0
Ck
Q0
Q0
Z1
J1
Ck↓
K1
Z2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Contador síncrono
Contador Crescente Síncrono de 3 bits
1
Z0
J0
Ck↓
K0
Ck
Q0
Q0
Z1
J1
Ck↓
K1
Z2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Contador síncrono
Contador Crescente Síncrono de 3 bits
1
Z0
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
Z1
J1
Ck↓
K1
Z2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Não importa se o Ck é sensível à borda de subida ou descida.
Contador Crescente Síncrono de 4 bits
Contador Crescente Síncrono módulo 16
Contador Síncrono
Decrescente
Contador síncrono
Contador Decrescente Síncrono de 3 bits
Z0
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
Z1
J1
Ck↓
K1
Z2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Como conectar os FF?
Contador síncrono
Contador Decrescente Síncrono de 3 bits
Z0
1
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
Z2
Z1
J1
Ck↓
K1
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Uma solução (para módulo = 2n) é montar um contador
síncrono crescente e utilizar as saídas invertidas dos FFs
Contador Síncrono
Contador Decrescente Síncrono de 3 bits
Pulsos Ck
0
1
2
3
4
5
6
7
Q2
1
1
1
1
0
0
0
0
Q1
1
1
0
0
1
1
0
0
Q0
1
0
1
0
1
0
1
0
Contador síncrono
Contador Decrescente Síncrono de 3 bits
1
Z1
Z0
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
J1
Ck↓
K1
Z2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Outra solução é utilizar as saídas invertidas para conectar
os FFs (para módulo = 2n)
Contador Síncrono Decrescente Módulo 16
Contadores Síncronos de
Módulo < 2n
Crescente ou Decrescente
Contador Síncrono Crescente ou
Decrescente de Módulo < 2n
•  Uso o Clear do FF para reiniciar a contagem;
•  Projeto: igual ao do contador Assíncrono
Contador Síncrono Crescente Módulo 6
Contador Síncrono Crescente Módulo 10
Contador Síncrono Crescente Módulo 60
Contadores Síncronos de
qualquer sequência
Contador Síncrono
Contador síncrono de qualquer sequência
Número
0
3
1
4
7
Q2
0
0
0
1
1
Q1
0
1
0
0
1
Q0
0
1
1
0
1
000
011
111
100
001
Contador síncrono
Contador síncrono de qualquer sequência
Q0
J0
Ck↓
K0
Q0
Q0
Q1
J1
Ck↓
K1
Q2
Q1
J2
Ck↓
Q2
Q1
K2
Q2
Ck
Como conectar os FF?
Transição de estados para FF JK
J K
Q
0
0
1
1
Q0
0
1
Q0
0
1
0
1
Transição
Qn → Qn+1
J
K
0 → 0
0
X
0 → 1
1 → 0
1 → 1
1
X
X
X
1
0
Contador Síncrono
Contador síncrono de qualquer sequência
Transição
J
K
0 → 0
0
X
0 → 1
1 → 0
1 → 1
1
X
X
X
1
0
Número
0
3
1
4
7
Q2
0
0
0
1
1
Q1
0
1
0
0
1
Q0
0
1
1
0
1
J2 K2
0 X
0 X
1 X
X 0
X 1
J1 K 1
1 X
X 1
0 X
1 X
X 1
J0 K 0
1 X
X 0
X 1
1 X
X 1
Contador Síncrono
E os demais estados?
1. Pode-se considerar como irrelevantes;
2. Pode-se “forçar” a ida para um estado prédefinido ou o reinício da contagem.
Ex.: forçando o reinício da contagem (Estado seguinte = 0000)
Contador Síncrono
Contador síncrono de qualquer sequência
Número
0
3
1
4
7
Q2
0
0
0
1
1
Q1
0
1
0
0
1
Q0
0
1
1
0
1
2
0 1 0
5
6
1 0 1
1 1 0
010
101
110
000
011
111
100
001
Contador Síncrono
Contador síncrono de qualquer sequência
Número
0
3
1
4
7
Q2
0
0
0
1
1
Q1
0
1
0
0
1
Q0
0
1
1
0
1
2
0 1 0
5
6
1 0 1
1 1 0
J2 K2
0 X
0 X
1 X
X 0
X 1
J1 K 1
1 X
X 1
0 X
1 X
X 1
J0 K 0
1 X
X 0
X 1
1 X
X 1
0 X
X 1
X 1
X 1
0 X
X 1
0 X
X 1
0 X
Flip-Flop 2
J2
K2
0
1
00
0
1
01
0
11
10
Q2Q1
Q0
0
1
00
x
x
0
01
x
x
x
x
11
1
1
x
x
10
0
1
J2 = Q0Q1
Q2Q1
Q0
K2 = Q0 + Q1
Flip-Flop 1
J1
K1
0
1
00
1
0
01
x
11
10
Q2Q1
Q0
0
1
00
x
x
x
01
1
1
x
x
11
1
1
1
0
10
1
x
J1 = Q0
Q2Q1
Q0
K1 = 1
Flip-Flop 0
J0
K0
0
1
00
1
x
01
0
11
10
Q2Q1
Q0
0
1
00
x
1
x
01
x
0
0
x
11
x
1
1
x
10
x
1
J0 = Q1
Q2Q1
Q0
K0 = Q2 + Q1
Contador Síncrono
Ligações dos Flip-Flops JK:
J2 = Q0Q1
J1 = Q0
J0 = Q1
K2 = Q0 + Q1
K1 = 1
K0 = Q2 + Q1
Q0
J0
Ck↓
K0
Ck
Q0
Q0
Q1
J1
Ck↓
K1
Q1
Q1
Q2
J2
Ck↓
K2
Q2
Q2
Contador Síncrono
Ligações dos Flip-Flops JK:
J2 = Q0Q1
J1 = Q0
J0 = Q1
K2 = Q0 + Q1
K1 = 1
K0 = Q2 + Q1
Circuito Final:
J0
Ck↓
K0
Ck
Q0
Q1
J1
Ck↓
Q0
Q0
1
K1
Q1
Q1
Q2
J2
Ck↓
K2
Q2
Q2
Trazer nas próximas aulas:
Apostila de Aulas
SEL414 - Sistemas Digitais
Homero Schiabel
FIM
Fly UP