Buscar

Registradores de Deslocamento

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 3, do total de 24 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 6, do total de 24 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes
Você viu 9, do total de 24 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você também pode ser Premium ajudando estudantes

Continue navegando


Prévia do material em texto

Objetivos deste capítulo
 Desenhar o circuito de um registrador de deslocamento com carga serial utilizando 
flip-flops D.
 Definir termos como deslocamento à direita, deslocamento à esquerda, carga paralela e carga 
série e descrever os procedimentos que permitem aos vários registradores de deslocamento 
desempenhar tais funções.
 Interpretar folhas de dados de diversos CIs registradores de deslocamento TTL e CMOS.
 Prever a operação de CIs registradores de deslocamento TTL e CMOS com base em uma série 
de entradas.
 Analisar a operação de um jogo de roleta digital contendo um oscilador controlado por 
tensão, um contador em anel, um circuito de energização e um amplificador de áudio.
 Encontrar falhas em um registrador de deslocamento defeituoso.
Um registrador é um conjunto de células de memória arranjadas como um único dispositivo. 
Por exemplo, um registrador de 8 bits pode ser utilizado para armazenar informações que serão 
posteriormente utilizadas, ou o registrador pode ser projetado para manipular os dados, como 
no caso do registrador de deslocamento. Este último dispositivo pode modificar o conteúdo dos 
dados, deslocando-os para a direita ou para a esquerda.
Registradores de 
deslocamento
capítulo 9
Tokheim_09.indd 269Tokheim_09.indd 269 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
270
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
O termo latch pode usado para descrever o regis-
trador que armazena dados. Diversos latches trans-
parentes foram empregados no volume 1, sendo 
normalmente constituídos por flip-flops (como 
o flip-flop D). Um registrador buffer consiste na 
aplicação específica de um dispositivo de arma-
zenamento que mantém dados que serão poste-
riormente transferidos. Por exemplo, um buffer é 
utilizado para armazenar dados temporariamente, 
os quais serão enviados em seguida para uma im-
pressora.
Um exemplo típico de registrador de deslocamen-
to é encontrado em uma calculadora. À medida 
que cada dígito é inserido no teclado, os números 
se deslocam para a esquerda do display. Em ou-
tras palavras, o seguinte procedimento deve ser 
adotado para inserir o número 268. Primeiramen-
te, a tecla 2 é pressionada e liberada, enquanto o 
dígito 2 aparece na extrema direita do display. Em 
seguida, a tecla 6 é pressionada e liberada, sendo 
que o dígito 2 desloca-se uma casa para a esquer-
da e o número 6 aparece à direita do display; o 
número 26 é então exibido. Finalmente, a tecla 8 
é pressionada e liberada, o número completo 268 
é exibido no display. Esse exemplo mostra duas 
características importantes do registrador de 
deslocamento: (1) trata-se de um dispositivo de 
memória temporária e, desta forma, os números 
são mantidos no display (mesmo que uma tecla 
seja liberada) e (2) os números são deslocados 
para esquerda sempre que um novo dígito é inse-
rido no teclado. Estas CARACTERÍSTICAS DE MEMÓRIA 
E DESLOCAMENTO tornam os registradores de deslo-
camento extremamente importantes na maioria 
dos sistemas eletrônicos digitais. Este capítulo 
dedica-se ao estudo de registradores de desloca-
mento e à explicação de seu respectivo princípio 
de funcionamento.
REGISTRADORES DE DESLOCAMENTO são implementa-
dos a partir da conexão de flip-flops entre si. An-
teriormente, mencionou-se que um flip-flop possui 
característica de memória, que por sua vez é uti-
lizada nos registradores de deslocamento. Em dis-
positivos digitais de larga escala (como microcon-
troladores e microprocessadores), os registradores 
são integrados no mesmo encapsulamento.
Registradores em geral são frequentemente em-
pregados no armazenamento de dados. A Figura 
9-1 mostra um exemplo típico de como esses dis-
positivos são utilizados em um sistema digital, o 
qual nesse caso pode ser uma calculadora. Note 
que registradores são utilizados para manter os 
dados provenientes do codificador, que serão en-
viados para a unidade de processamento. Um re-
gistrador também é empregado para armazenar os 
dados entre a unidade de processamento e o deco-
dificador. Registradores também são utilizados em 
outros pontos de um sistema digital.
Outro método utilizado para descrever as carac-
terísticas de um registrador de deslocamento 
consiste em analisar como os dados são carrega-
dos e lidos a partir de uma unidade de armaze-
namento. Quatro categorias de registradores de 
deslocamento são ilustradas na Figura 9-2, onde 
cada dispositivo de armazenamento corresponde 
a um registrador de 8 bits. Os registradores são 
classificados desta forma:
 1. ENTRADA SERIAL E SAÍDA SERIAL [Figura 9-2(a)]
 2. ENTRADA SERIAL E SAÍDA PARALELA [Figura 9-2(b)]
Codificador Registrador
Unidade de
processamento
Registrador Decodificador
9
6
3
8
5
2
0
7
4
1
Figura 9-1 Sistema digital utilizando registradores.
Tokheim_09.indd 270Tokheim_09.indd 270 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
271
 3. ENTRADA PARALELA E SAÍDA SERIAL [Figura 9-2(c)]
 4. ENTRADA PARALELA E SAÍDA PARALELA [Figura 
9-2(d)]
Os diagramas da Figura 9-2 representam o concei-
to básico relacionado a cada tipo de registrador, e 
essas classificações são normalmente adotadas por 
fabricantes.
 Registradores de 
deslocamento com carga 
serial
Um registrador de deslocamento básico é mostra-
do na Figura 9-3, construído a partir de quatro flip-
-flops. Esse dispositivo é denominado registrador 
1 0 0 1 0 1 1 0
(a)
0 1 1 1 0 1 1 1
(b)
(c)
0 1 1 1 0 1 1 1
1 1 0 0 1 0 1 0
Entrada paralela
MSB LSB
Entrada paralela
MSB LSB
Entrada serial
1 0
Saída paralela
MSB LSB
1 1 0 0 1 0 1 0
Saída paralela
1 1 1 0 0 1 1 1
1 1 1 0 0 1 1 1
(d )
1 1 1 0 0 1 1 1
Entrada serial Saída serial
0 1 01
Saída serial
01
Figura 9-2 Características de um registrador de deslocamento. (a) Entrada serial e saída serial. (b) Entrada 
serial e saída paralela. (c) Entrada paralela e saída serial. (d) Entrada paralela e saída paralela.
Tokheim_09.indd 271Tokheim_09.indd 271 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
272
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
de DESLOCAMENTO DE 4 BITS porque possui quatro va-
lores posicionais para o armazenamento de dados: 
A, B, C, D.
Com o auxílio da Tabela 9-1 e da Figura 9-3, esse 
registrador de deslocamento pode ser operado. 
Primeiramente, todas as saídas (A, B, C, D) são 
reinicializadas (entrada CLR em 0) para 0000, o 
que é mostrado na linha 1 da Tabela 9-1. As saí-
das permanecem em 0000 enquanto aguardam 
a aplicação de um pulso de clock. Um pulso é 
aplicado na entrada CLK e a saída se torna 1000 
(linha 3 da Tabela 9-1), pois o nível 1 proveniente 
da entrada D de FF A foi transferido para a saída 
Q durante o pulso de clock. Agora, níveis 1 são in-
seridos na entrada de dados (pulsos de clock 2 e 
3 na Tabela 9-1), os quais são deslocados para a 
direita no display. Então, níveis 0 são inseridos na 
A B C D
D Q
CLK
FF A
CLR
D Q
CLK
FF B
CLR
D Q
CLK
FF C
CLR
D Q
CLK
FF D
CLR
Entrada de dados
Clock
Reinicializar
ENTRADAS
SAÍDAS
Figura 9-3 Registrador de deslocamento com carga serial de 4 bits utilizando flip-flops D.
Tabela 9-1 Operação de um registrador de deslocamento serial de 4 bits
Prefixo
Entradas
Número do pulso
de clock
Saída
FF A FF B FF C FF D
Reinicializar Dados A B C D
1 0 0 0 0 0 0 0
2 1 1 0 0 0 0 0
3 1 1 1 1 0 0 0
4 1 1 2 1 1 0 0
5 1 1 3 1 1 1 0
6 1 0 4 0 1 1 1
7 1 0 5 0 0 1 1
8 1 0 6 0 0 0 1
9 1 0 7 0 0 0 0
10 1 0 8 0 0 0 0
11 1 1 9 1 0 0 0
12 1 0 10 0 1 0 0
13 1 0 11 0 0 1 0
14 1 0 12 0 0 0 1
15 1 0 13 0 0 0 0
Tokheim_09.indd 272Tokheim_09.indd 272 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
273
entrada de dados (pulsos de clock 4 a 8 na Tabela 
9-1), de modo que é possível constatar que esses 
níveis são deslocados para a direita (linhas 6 a 10 
da Tabela 9-1). Durante o pulso de clock 9 (Tabela 
9-1), um nível 1 é inserido na entrada de dados. 
No pulso 10, a entrada de dados possui nível0 
novamente. Os pulsos 9 e 10 mostram um único 
dígito 1 no display sendo deslocado para a direita. 
A linha 15 mostra que o valor 1 é deslocado para 
a extrema direita do registrador de deslocamento 
e é perdido.
Lembre-se que o flip-flop D também é denomina-
do flip-flop com atraso, sendo capaz de transferir 
os dados da entrada D para a saída Q após o atraso 
correspondente a um pulso de clock.
O circuito representado na Figura 9-3 é denomina-
do registrador de deslocamento com carga serial. 
O termo “carga serial” refere-se ao fato de que um 
único bit de dados pode ser inserido por vez no re-
gistrador. Por exemplo, para inserir 0111 no regis-
trador, deve-se repetir a sequência representada 
nas linhas 3 a 6 da Tabela 9-1. Assim, são neces-
sários quatro passos para carregar 0111 em série 
no dispositivo. Para inserir 0001, de acordo com a 
Tabela 9-1, é necessário seguir as linhas 11 a 14. 
Segundo as classificações da Figura 9-2, esse seria 
um registrador com entrada serial e saída paralela. 
Entretanto, se os dados forem retirados apenas de 
FF D, o dispositivo se torna um registrador com en-
trada serial e saída serial.
O dispositivo da Figura 9-3 pode se tornar um 
registrador de deslocamento de 5 bits adicionan-
do-se um flip-flop D. Os registradores de deslo-
camento normalmente possuem 4, 5 e 8 bits, po-
dendo ser implementados a partir da utilização de 
outros tipos de flip-flops, como R-S e J-K.
Teste seus conhecimentos (Figura 9-4)
Acesse o site www.grupoa.com.br/tekne para fazer os testes sempre que passar por este ícone.
 Registradores de 
deslocamento com carga 
paralela
O registrador de deslocamento com carga serial es-
tudado na última seção possui duas desvantagens: 
apenas um único bit de informação pode ser inse-
rido por vez e todos os dados são perdidos quando 
há o deslocamento à direita. A Figura 9-5(a) mostra 
um sistema que permite CARGA PARALELA de 4 bits 
simultaneamente. Esse sistema também pode 
incorporar uma CARACTERÍSTICA RECIRCULANTE, que 
pode levar os dados da saída novamente à entrada 
de modo que estes não sejam perdidos.
O diagrama do REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO RECIR-
CULANTE COM CARGA PARALELA DE 4 BITS é mostrado 
na Figura 9-5(b). Note que há linhas de recircula-
ção que conectam as saídas Q e Q do FF D às en-
tradas J e K do FF A. Essas linhas de realimentação 
permitem aos dados que seriam normalmente 
perdidos em FF D recircularem no registrador de 
deslocamento. A entrada CLR reinicializa as saí-
das para 0000 quando é ativada com um nível 0. 
As entradas de carga paralela de dados A, B, C e 
D são conectadas às entradas de pré-ajuste (PS) 
ativas-BAIXAS dos flip-flops para atribuir níveis 1 a 
qualquer posição de saída (A, B, C e D). Se as cha-
ves conectadas nas entradas de carga paralela de 
dados forem temporariamente abertas assumindo 
níveis 0, a saída será pré-ajustada em um nível lógi-
co 1. O pulso de clock aplicado às entradas CLK dos 
flip-flops J-K provocará o deslocamento dos dados 
para a direita. Os dados existentes em FF D recircu-
larão novamente para FF A.
A Tabela 9-2 auxilia a compreensão do funciona-
mento do registrador de deslocamento com carga 
paralela. Quando o dispositivo é ligado, as saídas 
podem assumir qualquer combinação. A linha 2 
mostra que o registrador é reinicializado por meio 
www
Tokheim_09.indd 273Tokheim_09.indd 273 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
274
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
da entrada CLR. A linha 3 mostra que o valor 0100 
é carregado no registrador por meio de chaves de 
carga paralela de dados. A carga paralela assíncro-
na ocorre quando uma entrada de carga paralela 
se torna BAIXA. Note na linha 3 que a entrada B é 
levada ao nível 0, de modo que a saída B corres-
pondente é ajustada em 1.
As linhas 4 a 8 da Tabela 9-2 mostram cinco pulsos 
de clock (t1�t5) deslocando dados para a direita. 
Analisando as saídas nas linhas 5 e 6, constata-se 
que o nível 1 proveniente de FF D (à direita) na li-
nha 5 é recirculado novamente para FF A à esquer-
da na linha 6.
A linha 9 mostra o registrador sendo novamente 
reinicializado pela entrada CLR. Os novos dados 
(0110) são carregados nas entradas de dados na 
linha 10. As linhas 11 a 15 mostram que o registra-
dor desloca os dados cinco vezes em virtude dos 
pulsos de clock. Note que são necessários quatro 
pulsos de clock para que os dados originais retor-
nem ao registrador (compare as linhas 11 e 15 ou 
as linhas 4 e 8 na Tabela 9-2). O dispositivo da Figu-
ra 9-5 pode ser classificado como registrador com 
entrada paralela e saída paralela.
A característica recirculante do registrador de des-
locamento da Figura 9-5(b) pode ser desativada ao 
A B C D
J Q
FF A 
CLK
CLR
J Q
FF B 
CLK
CLR
J Q
FF C 
CLK
CLR
J Q
FF D 
CLK
CLR
Clock
Reinicializar
SAÍDAS
PS PS PS PSQA QB QC QD
D
C
B
A
Dados
Carga
paralela
ENTRADAS
(b)
Clock
Reinicializar
A B C D
SAÍDAS
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
A
B
C
D
ENTRADAS
(a)
Dados Registrador de
deslocamento
recirculante
com carga
paralela de
4 bits
Q Q Q QK K K K
Figura 9-5 Registrador de deslocamento recirculante com carga paralela de 4 bits. (a) Diagrama de blocos. (b) 
Diagrama esquemático.
Tokheim_09.indd 274Tokheim_09.indd 274 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
275
eliminar as duas conexões de recirculação. Como 
foi mencionado, esse registrador possui entrada 
paralela e saída paralela. Entretanto, se apenas a 
saída de FF D é considerada, o dispositivo então se 
torna um registrador com entrada paralela e saída 
serial.
Teste seus conhecimentos (Figura 9-6)
 Registrador de 
deslocamento universal
Ao analisar folhas de dados de fabricantes, verifica-
-se que há muitos registradores de deslocamen-
to na forma de CIs. Nesta seção, o CI REGISTRADOR 
DE DESLOCAMENTO BIDIRECIONAL UNIVERSAL DE 4 BITS 
74194 será estudado.
O CI 74194 é um registrador de deslocamento ver-
sátil que possui praticamente todas as caracterís-
ticas apresentadas até o momento em um único 
encapsulamento. Um CI registrador 74194 pode 
deslocar dados para a direita ou esquerda, com car-
ga de dados serial ou paralela. Diversos CIs 74194 
de 4 bits podem ser conectados em cascata para 
gerar um registrador de deslocamento com 8 ou 
mais bits, de modo que a característica recirculante 
pode ser agregada ao dispositivo.
Leia a descrição do registrador de deslocamento 
74194 na Figura 9-7(a) para descobrir quais são ca-
racterísticas de um dispositivo desse tipo.
O diagrama lógico do registrador 74194 é mostra-
do na Figura 9-7(b). Como se trata de um registra-
dor de 4 bits, há quatro flip-flops. Alguns circuitos 
de disparo adicionais podem ser necessários para 
que o registrador de deslocamento universal de-
sempenhe outras funções. O diagrama de pinos 
da Figura 9-7(c) apresenta a descrição das entra-
www
Tabela 9-2 Operação de um registrador de deslocamento recirculante com carga paralela 
de 4 bits
Modo de
operação
Número 
da linha
Entradas Saída
Reinicializar
Carga paralela Pulso 
de clock
FF A FF B FF C FF D
A B C D A B C D
Energização 1 1 1 1 1 1 Saídas aleatórias
Reinicialização (assíncrona) 2 0 1 1 1 1 0 0 0 0
Carga paralela (assíncrona) 3 1 1 0 1 1 0 1 0 0
Deslocamento à direita 4 1 1 1 1 1 t1 0 0 1 0
Deslocamento à direita 5 1 1 1 1 1 t2 0 0 0 1
Deslocamento à direita 6 1 1 1 1 1 t3 1 0 0 0
Deslocamento à direita 7 1 1 1 1 1 t4 0 1 0 0
Deslocamento à direita 8 1 1 1 1 1 t5 0 0 1 0
Reinicialização (assíncrona) 9 0 1 1 1 1 0 0 0 0
Carga paralela (assíncrona) 10 1 1 0 0 1 0 1 1 0
Deslocamento à direita 11 1 1 1 1 1 t6 0 0 1 1
Deslocamento à direita 12 1 1 1 1 1 t7 1 0 0 1
Deslocamento à direita 13 1 1 1 1 1 t8 1 1 0 0
Deslocamento à direita 14 1 1 1 1 1 t9 0 1 1 0
Deslocamento à direita 15 1 1 1 1 1 t10 0 0 1 1
Tokheim_09.indd 275Tokheim_09.indd 275 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
276
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
Q
A
Clock
Reinicializar(11)
(1)
Controle
de modo
L
H
H
H
H
H
H
H
X
X
H
L
L
H
H
L
X
X
H
H
H
L
L
L
X
L
X
X
X
X
X
X
H
L
X
X
X
X
H
L
X
X
X
X
X
a
X
X
X
X
X
X
X
b
X
X
X
X
X
X
X
c
X
X
X
X
X
X
X
d
X
X
X
X
X
A B C D
L
H
L
Q
A0
Q
A0
Q
B0
Q
B0
Q
C0
Q
C0
Q
D0
QA QB QC QD
Q
D0
Q
Bn
Q
An
Q
An
Q
Cn
Q
Cn
Q
Cn
Q
Cn
Q
Dn
Q
Dn
Q
Bn
Q
Bn
Q
Bn
a b c d
H
L
L L L
(d) Tabela verdade
Reinicializar VCC
Q
A
Q
C
Q
D
Clock
S1
S0
Reinicializar
H
L
H
L
(e) Reinicialização típica, sequência de deslocamento e carga.
H � nível ALTO (regime permanente)
L � nível BAIXO (regime permanente)
X � condição irrelevante (qualquer entrada, incluindo transições)
 � transição de nível BAIXO para ALTO
a,b,c,d, � nível da entrada de regime permanente em A, B, C
 ou D, respectivamente
níveis de Q
AO, 
Q
BO, 
Q
CO, 
Q
DO,
 respectivamente, anteriores ao estabelecimento
 das condições de regime permanente indicadas
níveis de Q
AO
, Q
BO
, Q
CO
, Q
DO
, respectivamente, anteriores à última
 transição do pulso de clock.
(9) (2) (3) (4) (5) (6) (7)
(10)
S0
S1
Entrada serial de
deslocamento
à direita
Entrada serial de
deslocamento
à esquerda
Entradas paralelas
Saídas paralelas
A B C D
CLR
CLK
R
S Q
A
CLR
CLK CLK
R
S Q
B
CLR
R
S Q
C
CLK
CLR
R
S Q
D
Q
B
Q
C QD(15) (14) (13)
(12)
(b) Diagrama lógico
(a) Descrição
ENTRADAS SAÍDAS
MODO SERIAIS PARALELAS
S1 S0 CLOCK ESQUERDA DIREITA
1
2
3
4
5
6
7
8
16
15
14
13
12
11
10
9
Q
BA
B
C
D
Entrada serial
(deslocamento
à direita)
Entrada serial
(deslocamento
à esquerda)
Entradas paralelas
GND
(c) Diagrama de pino
REINICIALIZAR
Clock
Entradas
de controle
de modo
S
0
S
1
Entradas
seriais de
dados
R
L
A
B
C
D
Entradas
paralelas
de dados
Saidas
Deslocamento
à direita
Deslocamento
à esquerda
Inibição
Reinicializar
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
Reinicializar
carga
O registrador de deslocamento bidirecional é projetado para incorporar virtualmente todas as características desejáveis em um dispositivo registrador.
O circuito utiliza 45 portas equivalentes e possui entradas paralelas, saídas paralelas, entradas seriais com deslocamento à direita, entradas para
controle do modo de operação e um terminal de reinicialização. O registrador possui diversos modos de operação:
 Carga paralela;
 Deslocamento à direita (De Q
A
 para Q
D
);
 Deslocamento à esquerda (De Q
D
 para Q
A
);
 Inibir clock (sem ação).
O carregamento paralelo síncrono ocorre ao se aplicar 4 bits de dados e manter ambas as entradas de controle de modo S0 e S1 em nível ALTO.
Os dados são carregados nos flip-flops associados e são transferidos à saída após a transição positiva da entrada de clock. Durante o carregamento
paralelo, o fluxo serial de dados é interrompido. O deslocamento à direita ocorre de forma síncrona com a borda positiva do pulso de clock quando
S0 é ALTA e S1 é BAIXA. Neste modo, os dados seriais são inseridos na entrada de dados com deslocamento à direita. Quando S0 é BAIXA e S1 é ALTA,
os dados são deslocados sincronamente à esquerda e novos dados são inseridos na entrada serial de deslocamento à esquerda. O pulso de clock do
flip-flop é desativado quando ambas as entradas de controle de modo são BAIXAS. O modo de operação do CI S54194/N74194 só deve ser modificado
quando a entrada de clock é ALTA.
Figura 9-7 Registrador de deslocamento TTL universal de quatro bits (74194). (a) Descrição. (b) Diagrama 
lógico. (c) Configuração dos pinos. (d) Tabela de funções (tabela verdade). (e) Formas de onda.
Tokheim_09.indd 276Tokheim_09.indd 276 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
277
das e saídas. O uso deste diagrama é fundamental 
para a utilização do CI 74194.
A tabela verdade e os diagramas de forma de onda 
mostrados na Figura 9-7(d) e (e), respectivamente, 
são muito úteis na análise do funcionamento do 
CI registrador 74194, onde os modos de operação 
de reinicialização, carga, deslocamento à direita, 
deslocamento à esquerda e inibição são repre-
sentados. Quando o registrador de deslocamento 
universal 74194 for utilizado, deve-se analisar cui-
dadosamente a tabela verdade e os diagramas de 
forma de onda respectivos.
Teste seus conhecimentos
 Utilização do CI 
registrador de deslocamento 
74194
Nesta seção, o registrador de deslocamento univer-
sal 74194 será utilizado de diversas formas. A Figura 
9-8(a) e (b) mostra o CI 74194 utilizado como um re-
gistrador com carga serial. Um registrador de deslo-
camento com DESLOCAMENTO À DIREITA E CARGA SERIAL é 
representado na Figura 9-8(a), o qual opera da mes-
ma maneira que o dispositivo da Figura 9-3. A Ta-
bela 9-1 também pode ser empregada para analisar 
o funcionamento desse registrador. Note que as EN-
TRADAS DE CONTROLE DE MODO DE OPERAÇÃO (S0, S1) de-
vem possuir os níveis lógicos mostrados no diagra-
ma para que o registrador opere com deslocamento 
à direita. O deslocamento à direita é definido pelo 
fabricante como o deslocamento de QA para QD. O 
registrador da Figura 9-8(a) desloca os dados para 
a direita, os quais são perdidos após deixarem QD.
Na Figura 9-9, o CI 74194 é utilizado como um re-
gistrador de deslocamento à direita/à esquerda 
com carga paralela. Com um único pulso de clock, 
os dados das entradas de carga paralela A, B, C e 
D são exibidos no display. A carga ocorre apenas 
quando ambas as entradas de controle de modo 
de operação (S0, S1) possuem nível 1. Há três mo-
dos de operação possíveis: deslocamento à direita, 
deslocamento à esquerda ou inibição. As entradas 
seriais de deslocamento à direita e à esquerda de-
vem possuir níveis 0 para que estes sejam inseridos 
no registrador nos respectivos modos de funciona-
mento. Quando a entrada de controle do modo de 
funcionamento encontra-se na posição de inibição 
www
Orientando a construção de fibra óptica
Guias de luz utilizadas em telecomunicações (cabos 
de fibra óptica) devem ser unidas cuidadosamente de 
modo que a menor quantidade de luz possível escape 
na junção. Na figura a seguir, tem-se uma guia de luz 
pronta para ser unida a outra fibra. A fibra é mantida 
fixa pelas ranhuras existentes em um par de pastilhas 
de silício. Dessa forma, a junção das fibras ocorre com 
alinhamento quase perfeito.
Sobre a eletrônica
Tokheim_09.indd 277Tokheim_09.indd 277 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
278
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
(S0�0, S1�0), os dados não são deslocados para 
a esquerda ou direita, permanecendo estáticos no 
registrador. Quando o CI 74194 é utilizado, deve-se 
atentar às entradas de controle do modo de fun-
cionamento, que por sua vez controlam a operação 
do registrador. A entrada CLR reinicializa o registra-
dor para 0000 quando é ativada por um nível 0. A 
entrada assíncrona CLR sobrescreve os estados de 
todas as demais entradas.
Dois CIs registradores de deslocamento 74194 são 
conectados entre si na Figura 9-10 formando um 
REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO COM CARGA PARALELA 
DE 8 BITS. A entrada CLR reinicializa as saídas para 
0000 0000. As entradas de carga paralela A a H per-
mitem a inserção de todos os 8 bits de dados em 
um único pulso de clock (controle de modo: S0�1, 
S1�1). No modo de deslocamento à direita (S0�1, 
S1�0), o registrador provoca o deslocamento para 
A B C D
SAÍDAS
ENTRADAS
ENTRADAS
Entrada serial
de deslocamento
à direita
Clock
Reinicializar
Registrador de
deslocamento
à direita com
carga serial
(74194)
Controle
de modo
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
S0
S1
(Posição do deslocamento à direita)
1
0
(a)
SAÍDAS
A B C D
Entrada serial
de deslocamento
à esquerda
Clock
Reinicializar
Registrador de
deslocamento
à esquerda com
carga serial
(74194)
Controle
de modo
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
S0
S1
(Posição do deslocamento à esquerda)
0
1
(b)
CLR
CLR
Figura 9-8 (a) CI 74194 utilizado como um registrador de deslocamento à direita com carga serial. (b) CI74194 utilizado como um registrador de deslocamento à esquerda com carga serial.
Tokheim_09.indd 278Tokheim_09.indd 278 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
279
SAÍDAS
ENTRADAS
A
A
B C D
Registrador de
deslocamento 1
(74194)
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
B
C
D
A
B
C
D
CLK
Entrada serial de
deslocamento à direita
E
E
F G H
Registrador de
deslocamento 2
(74194)
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
S0
S0
S1
S1
S0 S1
F
G
H
A
B
C
D
CLK
Entrada serial de
deslocamento à direita
Carga
paralela
Clock
Limpar
Controle
de modo
Linha de
recirculação
CLR
CLR
Figura 9-10 Dois CIs 74194 utilizados como um registrador de deslocamento com carga paralela de 8 bits.
SAÍDAS
ENTRADAS
AA B C D
Registrador de
deslocamento
com carga
paralela
CLK
(74194)
Controle de modo
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
S
0
S
1
B
C
D
Entradas
de carga
paralela
Entrada serial de deslocamento à direita 0
Entrada serial de deslocamento à esquerda 0
Clock
Reinicializar
S
0
 � 0, S
1
 � 0
Deslocamento à direita
Deslocamento à esquerda
Inibição
Carga paralela S
0
 � 1, S
1
 � 1
S
0
 � 1, S
1
 � 0
S
0
 � 0, S
1
 � 1
CLR
Figura 9-9 CI 74194 utilizado como um registrador de deslocamento à direita/à esquerda com carga paralela.
Tokheim_09.indd 279Tokheim_09.indd 279 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
280
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
a direita a cada pulso de clock. Note que a linha re-
circulante conecta a saída H (saída QD do registra-
dor 2) à entrada serial de deslocamento à direita do 
registrador 1. Os dados que normalmente seriam 
perdidos na saída H recirculam novamente para a 
posição A do registrador. Quando ambas as entra-
das S0 e S1 possuem nível 0, o deslocamento de 
dados será desativado no registrador.
Como foi visto, o registrador de deslocamento 
universal bidirecional de 4 bits é muito útil. Os 
circuitos apresentados nesta seção mostram al-
guns exemplos de sua utilização. Lembre-se que 
todos os registradores de deslocamento utilizam 
flip-flops que possuem característica de memória. 
Esses dispositivos também podem ser emprega-
dos na conversão de dados seriais em paralelos e 
vice-versa, sendo também adequados para pro-
mover atrasos na informação (linhas de atraso). 
Registradores de deslocamento também são uti-
lizados em alguns circuitos aritméticos. Sistemas 
microprocessados e microcontrolados também 
empregam registradores de deslocamento seme-
lhantes àqueles que foram apresentados neste 
capítulo. Há modelos semelhantes ao CI 74194, 
como é o caso dos CIs 74S194, 74LS194A, 74F194 
e 74HC194.
Teste seus conhecimentos
 Registrador de 
deslocamento CMOS de 8 bits
Esta seção apresenta a operação de um dos vários 
registradores de deslocamento CMOS existentes 
comercialmente. As informações sobre o REGISTRA-
DOR DE DESLOCAMENTO COM ENTRADA SERIAL E SAÍDA PA-
RALELA DE 8 BITS 74HC164 são mostradas na Figura 
9-11.
O CI CMOS 74HC164 é um registrador de 8 bits dis-
parado pela borda. Há saídas paralelas disponíveis 
a partir de cada flip-flop D. O diagrama lógico deta-
lhado da Figura 9-11(a) mostra a utilização de oito 
flip-flops D com as respectivas saídas paralelas de 
dados (Q0 a Q7).
O CI 74HC164 da Figura 9-11 possui entrada serial, 
de modo que os dados são inseridos em série por 
meio de uma das duas entradas (Dsa e Dsb). Obser-
ve na Figura 9-11(a) que as entradas de dados (Dsa 
e Dsb) são interligadas por meio de uma porta AND. 
As entradas de dados podem ser conectadas entre 
si como um único terminal, ou uma delas pode ser 
mantida com nível ALTO enquanto os dados são in-
seridos na outra entrada.
A entrada de reinicialização mestre (MR) do CI 
74HC164 é mostrada na parte superior à esquerda 
da Figura 9-11(a) e é do tipo ativa-BAIXA. A tabela 
verdade da Figura 9-11(b) mostra que a entrada 
MR se sobrepõe aos estados das demais entradas 
e reinicializa todos os flip-flops para 0 quando é 
ativada.
O CI 74HC164 desloca os dados uma posição para 
a direita a cada transição do pulso de clock do nível 
BAIXO para ALTO aplicado na entrada CP. O pulso 
de clock ainda insere os dados provenientes das 
entradas de dados (Dsa e Dsb) na saída Q0 de FF 1, de 
acordo com a Figura 9-11(a).
O diagrama de pinos do CI 74HC164 é reproduzi-
do na Figura 9-11(c). A tabela útil da Figura 9-11(d) 
descreve a função de cada pino desse CI CMOS.
Teste seus conhecimentos (Figura 9-12)
www
www
Tokheim_09.indd 280Tokheim_09.indd 280 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
281
EN
TR
AD
AS
SA
ÍD
AS
L
D
ES
CR
IÇ
ÃO
 D
O
S 
PI
N
O
S
N
Ú
M
ER
O
 D
O
 P
IN
O
SÍ
M
BO
LO
N
O
M
EN
CL
AT
U
RA
 E
 F
U
N
ÇÃ
O
1,
2
3,
 4
, 5
, 6
,
10
, 1
1,
 1
2,
 1
3
7 8 9 14
D
sa
,D
sb
Q
0 t
o 
Q
7
G
N
D
CP M
R
V c
c
En
tr
ad
as
 d
e 
da
do
s
Sa
íd
as
Te
rr
a 
(0
 V
)
En
tr
ad
as
 d
e 
cl
oc
k 
(d
is
pa
ra
da
s p
el
a 
bo
rd
a,
m
ud
an
ça
 d
o 
ní
ve
l B
AI
XO
 p
ar
a 
AL
TO
)
En
tr
ad
as
 m
es
tr
e 
de
 re
se
t
(a
tiv
as
-B
AI
XA
S)
Te
ns
ão
 d
e 
al
im
en
ta
çã
o 
po
si
tiv
a
(c
)
(d
)
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
(a
)
(b
)
M
od
os
 d
e 
op
er
aç
ão
Re
in
ic
ia
liz
ar
 (l
im
pa
r)
D
es
lo
ca
m
en
to
 à
 d
ire
ita
M
R
CP
D
sa
D
sb
Q
0
Q
1–
Q
7
q 0
–q
6
q 0
–q
6
q 0
–q
6
q 0
–q
6
L H H H H
X
X
X
L–
L
l l h h
l h l h
L L L H
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8
D
sa
D
sb Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
G
N
D
V c
c
Q
7
Q
6
Q
5
Q
4
M
R
CP
16
4
D
Q
CP
FF
8 R D
D
Q
FF
7
CP
R D
D
Q
FF
6 
CP
R D
D
Q
FF
5 
CP
R D
D
Q
CP
FF
4 R D
D
Q
FF
3
CP
R D
D
Q
FF
2 
CP
R D
D
Q
FF
1 
CP
R D
H
 
�
 n
ív
el
 d
e 
te
ns
ão
 A
LT
O
h 
�
 t
em
po
 d
e 
aj
us
te
 d
o 
ní
ve
l d
e 
te
ns
ão
 A
LT
O
 a
nt
er
io
r à
 m
ud
an
ça
 
 
de
 e
st
ad
o 
do
 p
ul
so
 d
e 
cl
oc
k 
de
 B
AI
XO
 p
ar
a 
AL
TO
L 
�
 n
ív
el
 d
e 
te
ns
ão
 B
AI
XO
l 
�
 t
em
po
 d
e 
aj
us
te
 d
o 
ní
ve
l d
e 
te
ns
ão
 B
AI
XO
 a
nt
er
io
r à
 m
ud
an
ça
 
 
de
 e
st
ad
o 
do
 p
ul
so
 d
e 
cl
oc
k 
de
 B
AI
XO
 p
ar
a 
AL
TO
q 
�
 le
tr
as
 m
in
ús
cu
la
s i
nd
ic
am
 o
 e
st
ad
o 
da
 a
nt
er
io
r à
 m
ud
an
ça
 d
e
 
 
es
ta
do
 d
o 
pu
ls
o 
de
 c
lo
ck
 d
e 
BA
IX
O
 p
ar
a 
AL
TO
 
�
 t
ra
ns
iç
ão
 d
o 
pu
ls
o 
de
 c
lo
ck
 d
e 
ní
ve
l B
AI
XO
 p
ar
a 
AL
TO
D
sa
D
sb
CP M
R Ta
be
la
 v
er
da
de
 –
 R
eg
is
tr
ad
or
 d
e 
D
es
lo
ca
m
en
to
 7
4H
C1
64
Fi
gu
ra
 9
-1
1 
Re
gi
 st
ra
do
r d
e 
de
sl
oc
am
en
to
 C
M
O
S 
co
m
 e
nt
ra
da
 se
ria
l e
 sa
íd
a 
pa
ra
le
la
 d
e 
8 
bi
ts
 (7
4H
C1
64
). 
(a
) D
ia
gr
am
a 
ló
gi
co
 d
et
al
ha
do
. (
b)
 Ta
be
la
 v
er
da
de
. (
c)
 D
ia
gr
a-
m
a 
de
 p
in
os
. (
d)
 D
es
cr
iç
õe
s d
os
 p
in
os
.
Tokheim_09.indd 281Tokheim_09.indd 281 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
282
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
 Utilização de 
registradores de 
deslocamento – roleta digital
O jogo da roleta costuma fascinar pessoas de todas 
as idades, e formas variadas desse jogo são utili-
zadas em programas de televisão e cassinos. Esta 
seção apresenta uma versão eletrônica do jogo da 
roleta e é um dos projetos favoritos dos estudantes 
de eletrônica digital.
O diagrama de BLOCOS DE UMA ROLETA DIGITAL é repre-
sentado na Figura 9-13. Essa versão simples utiliza 
a marcação de apenas oito números. Um único LED 
(correspondendo a um número) deverá permane-
cer aceso por vez. Um CONTADOR EM ANEL é um circui-
to que permitirá acender um LED de cada vez de 
forma sequencial. Esse dispositivo consiste em um 
registrador de deslocamento associado a alguns 
circuitos adicionais.
Ao energizar o circuito, o registrador de desloca-
mento da Figura 9-13 deve ser inicialmente reini-
cializado para zero. Note que a chaveliga-desliga 
não é representada no diagrama de blocos. Em 
seguida, quando a chave que “gira a roleta” é acio-
nada, um único nível ALTO deve ser carregado na 
Dispositivos para os “cegos”
O sistema pessoal de visualização NOMAD™ consiste em um visor de alta resolução que pode ser utilizado de 
forma fixa na cabeça. O dispositivo permite que uma pessoa em movimento visualize informações em uma tela 
independentemente das condições de iluminação do ambiente. O sistema NOMAD impõe imagens de alto con-
traste no campo de visão do usuário. As informações podem consistir em diagramas, registros de manutenção 
ou manuais de forma geral. Assim, equipes de manutenção podem acessar informações mesmo trabalhando 
em andaimes ou posições críticas sem utilizar propriamente as mãos para a consulta de dados.
 
Sobre a eletrônica
Tokheim_09.indd 282Tokheim_09.indd 282 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
283
posição 0 do display a LEDs 0. O OSCILADOR CONTRO-
LADO POR TENSÃO emite uma sequência de pulsos de 
clock que progressivamente reduzem a frequên-
cia até parar. Os pulsos de clock são aplicados no 
contador em anel (registrador de deslocamento) 
e no AMPLIFICADOR DE ÁUDIO da roleta. A sequência 
de iluminação deve ser 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 0, 1, e 
assim por diante, até que o oscilador interrompa o 
fornecimento dos pulsos. Quando isso ocorre, um 
único LED deve permanecer aceso na roleta em 
uma posição aleatória.
O oscilador controlado por tensão também en-
via pulsos de clock para o amplificador de áudio, 
sendo que cada pulso é amplificado de modo a 
soar como o movimento da roleta. A frequência 
progressivamente é reduzida até que a sequência 
seja interrompida, simulando a parada de um dis-
positivo mecânico em uma determinada posição 
numérica.
O bloco contador em anel do jogo de roleta di-
gital é representado detalhadamente na Figura 
9-14(a). Note que o contador em anel utiliza um 
CI registrador de deslocamento com entrada 
serial e saída paralela de 8 bits 74HC164, o qual 
foi anteriormente estudado. Quando o circuito é 
energizado, o bloco de inicialização reinicializa 
todas as saídas em zero (todos os LEDs estão apa-
gados). Quando se pressiona o botão para “girar 
a roleta”, o primeiro pulso carrega um único nível 
ALTO no registrador de deslocamento, como mos-
tra a Figura 9-14(a). Os pulsos de clock seguintes 
movem a única luz existente ao longo do display, 
de acordo com a Figura 9-14(b). Note que a cada 
transição de nível BAIXO para ALTO do pulso de 
clock um único nível ALTO no CI registrador de 
deslocamento de 8 bits 74HC164 desloca uma po-
sição para a direita. Quando o nível ALTO chega à 
saída Q7 (após o oitavo pulso de clock na Figura 
9-14(b)), a LINHA DE RECIRCULAÇÃO (REALIMENTAÇÃO) 
transfere o nível ALTO para as entradas de dados 
de modo a acender o LED à esquerda (saída Q0). 
No exemplo da Figura 9-14(b), a chave é aberta 
após o décimo segundo pulso, de modo que a luz 
para em Q3 e este é o “número vencedor” do jogo 
para esta rodada.
O CI REGISTRADOR DE DESLOCAMENTO DE 8 BITS 
74HC164 é utilizado como um contador em anel 
na Figura 9-14(a). Esse circuito possui duas carac-
terísticas que o tornam um contador em anel. Pri-
meiro, existe uma realimentação do último flip-flop 
(Q7) para o primeiro (Q0). Segundo, o dispositivo é 
carregado com um dado padrão de níveis 1 e 0 
que recirculam à medida que pulsos de clock são 
aplicados na entrada CP do registrador de desloca-
mento. Nesse caso, um único nível 1 é carregado 
no registrador de deslocamento e é recirculado.
�5 V
Oscilador
controlado
por tensão
Entrada
da roleta
Amplificador
de áudio
Circuitos de
energização
Contador
em anel
Registrador de
deslocamento
de oito bits
1
2
3
4
5
6
7
0
Figura 9-13 Diagrama de blocos simplificado de uma roleta eletrônica digital.
Tokheim_09.indd 283Tokheim_09.indd 283 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
284
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is Em resumo, o circuito da Figura 9-14(a) consiste 
em um jogo de roleta eletrônica muito simples. 
Quando se pressiona o botão para girar a roleta, 
uma única luz circula pelos LEDs. Quando a chave é 
aberta, a roleta para.
Para melhorar o jogo, o circuito da Figura 9-14 
pode ser modificado incluindo-se um pulso clock 
de modo que a roleta continue a girar mesmo de-
pois que o botão é liberado. É possível incluir sons 
para tornar a simulação mais realista. A Figura 9-15 
mostra que ambas as características supracitadas 
foram adicionadas ao circuito.
O versátil CI temporizador 555 é utilizado como um 
oscilador controlado por tensão na Figura 9-15. Ao 
Clock
Botão para
girar a
roleta
(a)
(b)
Após o primeiro
pulso (inicialização)
Após o segundo pulso
Após o terceiro pulso
Após o quarto pulso
Após o quinto pulso
Após o sexto pulso
Após o sétimo pulso
Após o oitavo pulso
Após o nono pulso
Após o décimo pulso
Após o décimo primeiro pulso
Após o décimo segundo pulso
"Vencedor"PARADA
Q
0
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
7
Energização do circuito
Carregar um
único nível ALTO
Inicialização
da limpeza
CP
D
sa
D
sb
(74HC164)
GND
V
CC
�5 V
MR
Contador
em anel
LEDs indicadores de saída
Linha de realimentação
Figura 9-14 (a) Circuito contador de anel em uma roleta digital. (b) Saída do contador de anel para os primei-
ros 12 pulsos de clock.
Tokheim_09.indd 284Tokheim_09.indd 284 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
285
�
5 
V
1 
k�
�
5 
V
En
tr
ad
a
da
 ro
le
ta
10
0 
�
2N
39
04
N
PN
C E
B
Q
2
Q
0
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
7
In
ic
ia
liz
aç
ão
 d
o 
ci
rc
ui
to
Ca
rr
eg
ar
 u
m
ún
ic
o 
ní
ve
l A
LT
O
In
ic
ia
liz
aç
ão
da
 li
m
pe
za
Li
nh
a 
de
 re
al
im
en
ta
çã
oC
P
D
sa
D
sb
(7
4H
C1
64
)
G
N
D
V C
C
�
5 
V
M
R
Co
nt
ad
or
em
 a
ne
l
LE
D
s i
nd
ic
ad
or
es
 d
e 
sa
íd
a
�
5 
V
47
 k
�
10
0 
k�
4
8
O
sc
ila
do
r
co
nt
ro
la
do
po
r t
en
sã
o
7 6 2
(5
55
)
3
�
�
47
 �
F
10
 �
F
0,
01
 �
F
2N
39
04
N
PN
C
Q
1
E
B
5
1
Fi
gu
ra
 9
-1
5 
Ci
rc
ui
to
 o
sc
ila
do
r c
on
tr
ol
ad
o 
po
r t
en
sã
o 
ut
ili
za
do
 e
m
 u
m
a 
ro
le
ta
 d
ig
ita
l.
Tokheim_09.indd 285Tokheim_09.indd 285 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
286
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
pressionar o botão para girar a roleta, o transistor 
Q1 é ligado. O CI 555 opera como um MV astável, de 
modo que a onda quadrada em sua saída aciona 
tanto a entrada CP do contador em anel quanto o 
amplificador de áudio. Os pulsos provenientes do 
oscilador ligam e desligam o transistor Q2 de forma 
alternada, acionando o alto-falante.
Quando a chave que gira a roleta é aberta, o capa-
citor de 47 μF mantém uma carga positiva durante 
certo tempo, a qual é aplicada à base (B) do transis-
tor Q1. Assim, o transistor permanece ligado por vá-
rios segundos antes de o capacitor se descarregar 
totalmente. À medida que isso ocorre, a tensão na 
base de Q1 torna-se menor e a resistência do tran-
sistor (entre emissor e coletor) aumenta. Por sua 
vez, isso reduz a frequência do oscilador e reduz 
a velocidade de deslocamento da luz na roleta. O 
som proveniente do alto-falante também tem sua 
respectiva frequência reduzida. Dessa forma, simu-
la-se a redução da velocidade da esfera girante em 
uma roleta real.
Revisando o procedimento, tem-se que o CIRCUITO 
DE ENERGIZAÇÃO E INICIALIZAÇÃO da Figura 9-15 primei-
ramente reinicializa o registrador de deslocamento 
e depois ajusta apenas a primeira saída com nível 
ALTO. Esses dois circuitos foram adicionados à role-
ta digital na Figura 9-16.
Um CIRCUITO DE REINICIALIZAÇÃO AUTOMÁTICA foi in-
cluído na Figura 9-16, consistindo em uma combi-
nação entre resistor e capacitor (R7 e C4). Quando o 
circuito é energizado, a tensão noterminal superior 
do capacitor de 0,01 μF assume inicialmente nível 
BAIXO, mas rapidamente atinge nível ALTO à me-
dida que é carregado através de R7. A entrada de 
reinicialização mestre (MR) do registrador 74HC164 
é mantida em um nível BAIXO por um tempo su-
ficiente para que a saída do registrador de deslo-
camento seja reinicializada para 00000000. Neste 
ponto, todos os LEDs permanecem desligados.
O circuito que carrega um único nível 1 no con-
tador em anel consiste em quatro portas NAND e 
dois resistores (R5 e R6). As portas NAND são conec-
tadas como um flip-flop R-S. Os dois resistores (R5 
e R6) levam a saída da porta NAND (CIa) a assumir 
nível ALTO quando o circuito é inicialmente ener-
gizado. Esse nível ALTO é aplicado às entradas de 
dados (Dsa e Dsb) do CONTADOR EM ANEL. Na primeira 
transição de nível BAIXO para ALTO do pulso de clo-
ck, o nível ALTO nas entradas de dados é transferi-
do para a saída Q0 do CI 74HC164. Imediatamente, 
esse nível ALTO é realimentado na entrada de CId 
e reinicializa o latch, de modo que um nível BAIXO 
passa a ser aplicado nas entradas de dados (Dsa e 
Dsb). Um único nível ALTO foi carregado no conta-
dor em anel. Os pulsos de clock repetidos deslocam 
o nível ALTO (luz) ao longo do display até que a 
saída Q7 do contador em anel se torne ALTA, sen-
do que este nível é realimentado na entrada de CIc 
inicializando o latch. Assim, um nível 1 surge nas 
entradas de dados do contador em anel. Portanto, 
verifica-se que um único nível ALTO recircula nova-
mente para Q0.
Teste seus conhecimentos
 Encontrando problemas 
em um registrador de 
deslocamento
Considere o registrador de deslocamento com 
carga serial defeituoso da Figura 9-17. Quatro flip-
-flops D (dois CIs 7474) são conectados entre si for-
mando um registrador de 4 bits.
Após a busca de problemas óbvios relacionados 
às características mecânicas e térmicas, a seguinte 
sequência de testes é realizada para identificar a 
natureza do problema:
www
Tokheim_09.indd 286Tokheim_09.indd 286 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
287
�
5 
V
1 
k�
�
5 
V
En
tr
ad
a
da
 ro
le
ta
10
0 
�
2N
39
04
N
PN
C E
B
Q
2
Q
0
Q
0
Q
1
Q
2
Q
3
Q
4
Q
5
Q
6
Q
7
Q
7
Li
nh
a 
de
 re
al
im
en
ta
çã
oCP
D
sa
D
sb
(7
4H
C1
64
)
G
N
D
V C
C
�
5 
V
M
R
Co
nt
ad
or
em
 a
ne
l
LE
D
s i
nd
ic
ad
or
es
 d
e 
sa
íd
a
�
5 
V
�
5 
V
C 4
C 3
C 2
C 1R 1
R 3
R 7
R 6
R 5
R 4
R 2
CI
c
CI
a
CI
b
CI
d
�
5 
V
47
 k
�
10
0 
k�
10
0 
k�
10
 k
�
10
 k
�
4
8
O
sc
ila
do
r
co
nt
ro
la
do
po
r t
en
sã
o
7 6 2
(5
55
)
3
�
�47
 �
F
10
 �
F
0,
01
 �
F
0,
01
 �
F
2N
39
04
N
PN
C
Q
1
E
B
5
1
Fi
gu
ra
 9
-1
6 
Re
pr
es
en
ta
çã
o 
 de
 u
m
a 
ro
le
ta
 d
ig
ita
l c
om
pl
et
a,
 o
nd
e 
ci
rc
ui
to
s d
e 
in
ic
ia
liz
aç
ão
 fo
ra
m
 in
cl
uí
do
s.
Tokheim_09.indd 287Tokheim_09.indd 287 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
288
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
 1. Ação: Reinicializar a entrada para 0 e depois 
novamente para 1.
 Resultado: Indicadores de saída�0000 (não 
acendem).
 Conclusão: Reinicialização funcionando corre-
tamente.
 2. Ação: Entrada de dados�1.
 Um único pulso é aplicado por um gerador de 
pulsos na entrada CLK dos flip-flops.
 Resultado: Indicadores de saída�1000.
 Conclusão: FF A carrega os níveis 1 adequada-
mente.
 3. Ação: Entrada de dados�1.
 Um único pulso é aplicado por um gerador de 
pulsos na entrada CLK dos flip-flops.
 Resultado: Indicadores de saída�1100.
 Conclusão: FF A e FF B carregam os níveis 1 
adequadamente.
 4. Ação: Entrada de dados�1.
 Um único pulso é aplicado por um gerador de 
pulsos na entrada CLK dos flip-flops.
 Resultado: Indicadores de saída�1110.
 Conclusão: FF A, FF B e FF C carregam os níveis 
1 adequadamente.
 5. Ação: Entrada de dados�1.
 Um único pulso é aplicado por um gerador de 
pulsos na entrada CLK dos flip-flops.
 Resultado: Indicadores de saída�1110.
 Conclusão: Suspeita-se da ocorrência de pro-
blemas nas proximidades de FF D ou neste 
próprio componente, pois um nível ALTO 
não foi carregado adequadamente.
 6. Ação: Ponteira lógica utilizada na entrada D de 
FF D para verificar se D�1.
 Resultado: D�1 em FF D.
 Conclusão: O nível ALTO é corretamente apli-
cado na entrada D de FF D.
 7. Ação: Um pulso é aplicado por um gerador de 
pulsos na entrada CLK (pino 11) do flip-flop D.
 Resultado: Os indicador de saída permanece 
em 1110.
 Conclusão: Não há transferência de dados da 
entrada D de FF D para a saída Q durante um 
pulso de clock.
 8. Ação: Ponteira lógica utilizada na saída Q de FF 
D (pino 9).
 Resultado: Ambos os indicadores ALTO e BAI-
XO da ponteira lógica não acendem.
 Conclusão: A saída Q de FF D (pino 9) flutua 
entre os níveis ALTO e BAIXO. Provavelmente, 
há um FF D defeituoso no segundo CI 7474.
 9. Ação: Remove-se o segundo CI 7474 (FF C e FF 
D), substituindo-o por um componente com 
as mesmas características.
A B CC D
11 113
�5 V
INDICADORES DE SAÍDA
ENTRADAS
CLK
CLR
CLK CLK CLK
Clock
Reinicialização
Dados
FF A
(7474)
CLR
FF B
(7474)
CLR
FF D
(7474)
CLR
FF C
(7474)
2
3
1
5 12 9 2 5 12 9
4 410 14 10 14
13 7 13 71
D Q D Q D Q
PSPS PS
D Q
PSV
cc
V
cc
G
N
D
G
N
D
Figura 9-17 Registrador de deslocamento à direita com carga serial defeituoso mencionado no exemplo.
Tokheim_09.indd 288Tokheim_09.indd 288 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
289
 10. Ação: Testa-se o circuito novamente, iniciando 
no passo 1.
 Resultado: Todos os flip-flops carregam níveis 1 
e 0.
 Conclusão: O registrador de deslocamento 
agora está funcionando corretamente.
De acordo com a sequência de testes, a saída Q 
de FF D parece apresentar um nível BAIXO cons-
tante, quando na verdade esse nível flutuava en-
tre BAIXO e ALTO. Esse fato invalida a conclusão 
obtida no passo 1, pois a falha era ocasionada por 
um circuito aberto no interior do próprio CI 7474. 
Novamente, o conhecimento técnico sobre o fun-
cionamento do circuito e a capacidade de obser-
vação ajudaram a localizar o problema. A ponteira 
lógica e o gerador de pulsos digitais são ferramen-
tas auxiliares que ajudam a obter conclusões sig-
nificativas.
Algumas vezes, dúvidas sobre o nível lógico apro-
priado podem persistir. Em um CIRCUITO COM REDUN-
DÂNCIA (onde a utilização de componentes é repe-
tida continuamente), pode-se retornar para FF A e 
FF B e comparar as leituras dos níveis lógicos com 
aquelas obtidas para FF C e FF D. Sistemas digitais 
muitas vezes apresentam circuitos redundantes e 
essa técnica é útil na localização de falhas.
Teste seus conhecimentoswww
Tokheim_09.indd 289Tokheim_09.indd 289 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
290
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
QUESTÕES DE REVISÃO DO CAPÍTULO
Resumo
 1. Registrador é o termo genérico utilizado para 
descrever um grupo de células de memória 
(como flip-flops) considerado como um único 
dispositivo. Outros termos utilizados para 
representar registradores são registrador 
de buffer, registradores de deslocamento e 
latches.
 2. Flip-flops são conectados entre si para formar 
registradores de deslocamento.
 3. Um registrador de deslocamento possui as 
características de memória e deslocamento de 
dados.
 4. Um registrador de deslocamento com carga 
serial permite que apenas um único bit de 
dados seja inserido a cada pulso de clock.
 5. Um registrador de deslocamento com carga 
paralela permite que apenas todos os bits 
de dados sejam inseridos de uma única vez 
(considerando um pulso de clock).
 6. Um registrador recirculante realimenta os 
dados da saída na entrada.
 7. Registradores de deslocamento podem ser 
projetados para deslocar dados para a direita 
ou para a esquerda.
 8. Fabricantes disponibilizam muitos registra-
dores de deslocamentouniversais versáteis 
comercialmente.
 9. Registradores de deslocamento são am-
plamente utilizados como dispositivos de 
memória temporária e deslocamento de 
dados, possuindo também outras aplicações 
em sistemas eletrônicos digitais.
 10. Um contador em anel é um registrador de des-
locamento que (1) possui linha de recirculação 
e (2) é carregado com um padrão de níveis 0 e 
1, o qual se repete continuamente ao longo do 
pulso de clock.
Questões de revisão do capítulo (Figura 9-19)
Questões de pensamento crítico
 9-1 O registrador de deslocamento da Figura 
9-5(b) requer a aplicação de pulsos de clock 
para carregar dados através das entradas de 
dados paralelas? Se sim, quantos pulsos de 
clock são necessários?
 9-2 O registrador de deslocamento da Figura 
9-5(b) pode carregar quais níveis através das 
entradas de dados paralelas?
 9-3 Cite diversas aplicações de registradores de 
deslocamento em sistemas digitais.
 9-4 Determine o conteúdo do registrador da 
Figura 9-18 após a aplicação de cada um dos 
oito pulsos de clock (A�bit à esquerda, D�bit 
à direita).
 9-5 Descreva de forma geral a natureza da saída do 
oscilador controlado por tensão na Figura 9-13.
 9-6 Observe a Figura 9-5. Descreva o procedimen-
to que deve ser adotado ao se carregar os 
dados 1101 no registrador de deslocamento 
com carga paralela de 4 bits. Dica: lembre-se 
de reinicializar o registrador antes de ativar as 
entradas paralelas assíncronas.
 9-7 Observe a Figura 9-9. Quando o CI registrador 
de deslocamento 74194 é utilizado, a carga 
paralela de dados é uma operação de que 
tipo?
 9-8 O que é um contador em anel?
 9-9 Desenhe o diagrama de blocos de uma roleta 
digital de 16 bits utilizando blocos represen-
tativos do oscilador controlado por tensão, 
amplificador de áudio, circuito de inicialização 
e energização e contador em anel. O circuito 
deve ser semelhante à roleta eletrônica de 8 
bits da Figura 9-13.
 9-10 A critério do seu instrutor, utilize o aplicativo de 
simulação de circuitos elétricos e eletrônicos 
www
Tokheim_09.indd 290Tokheim_09.indd 290 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
c
a
p
ít
u
lo
 9
 
 
R
e
g
is
tr
a
d
o
re
s 
d
e
 d
e
sl
o
c
a
m
e
n
to
291
Electronics Workbench® (EWB) ou MultiSIM® 
para (1) desenhar o registrador de deslocamen-
to com carga serial de 8 bits mostrado na Figura 
9-20, (2) testar a operação do registrador de 
deslocamento e (3) salvar o circuito e mostrar o 
funcionamento para seu instrutor.
 9-11 A critério do seu instrutor, utilize o aplica-
tivo de simulação de circuitos elétricos e 
A B C D
Q
A
Q
B
Q
C
Q
D
INDICADORES DE SAÍDA
A
B
C
D
A
B
C
D
1
1
0
0
Registrador
de
deslocamento
(74194)
SR
(Deslocamento
à direita)
Entradas seriais
(Deslocamento
à esquerda)
Reinicialização
Clock
CLR
S
0
S
1
CLK
SL
Dados paralelos
0 0 0
0
0 1
0 1 1
1
0 1 1
1 1 1 1
0
0 1 1
0
0
1
0110
00 0 10
1 1 0
0 1 1 1
S
0
S
1
Controle de modo
t
1
t
2
t
3
t
4
t
5
t
6
t
7
t
8
Figura 9-18 Registrador de deslocamento mencionado no enunciado da Questão de pensamento crítico 4.
A
B
QA
QB
QC
QD
GND
V
CC
QH
QG
QF
QE
CLR
CLK
74HC164
Reinicialização � 0
Deslocamento � 1
Entrada de clock
Entrada de dados
�5 V
� � 1 Hz, 5 V
Gerador de funções
A B C D E F G H
Figura 9-20 Circuito simulador no aplicativo EWB (utilizando a versão 5 do Electronics Workbench®).
Tokheim_09.indd 291Tokheim_09.indd 291 10/12/12 13:2310/12/12 13:23
292
S
is
te
m
a
s 
S
e
q
u
e
n
c
ia
is
eletrônicos Electronics Workbench® (EWB) ou 
MultiSIM® para (1) adicionar uma linha de 
recirculação ao registrador de deslocamen-
to com carga serial de 8 bits projetado na 
Questão 9-10 (Dica: Utilize uma porta OR para 
conectar a linha de recirculação e a entrada de 
dados), (2) testar a operação do registrador de 
deslocamento com a linha de recirculação e 
(3) salvar o circuito e mostrar o funcionamento 
para seu instrutor.
Respostas dos testeswww
Tokheim_09.indd 292Tokheim_09.indd 292 10/12/12 13:2310/12/12 13:23