Relogio Digital Flipflop FF

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INSTITUTO DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE SERGIPE
COORDENADORIA DE ELETRÔNICA
Relógio Digital – Montagem com FF D
Relatório técnico apresentado como 
requisito parcial para obtenção de 
aprovação na disciplina Sistemas Digitais.
Prof. Edson Barbosa
Autores: 
Daniel Delano Dos Santos 
Jorge Lucas S. Neto
José Emerson Oliveira Santos
Mateus Figueiredo Pereira
Aracaju SE
2015
Sumário
1 - INTRODUÇÃO.....................................................................................................................1
1.1 - Relogio com Flip-Flop D...............................................................................................1
2 - OBJETIVO............................................................................................................................2
3 - DESENVOLVIMENTO........................................................................................................3
3.1 - Tabela Verdade...............................................................................................................3
3.2 - Mapa K...........................................................................................................................5
3.3 - SIMULAÇÔES..............................................................................................................7
4 - RESULTADOS....................................................................................................................12
4.1 - MONTAGEM..............................................................................................................12
5 - CONCLUSÃO.....................................................................................................................13
Resumo
Descreveremos a montagem de um relógio digital utilizando circuitos contadores 
através dos FF D.
O relógio montado, contará de 00:00:00 hora as 23:59:59 horas, ocasionando em um 
ciclo completo do dia. Mas para entender melhor sobre o relógio, será feita uma breve 
introdução.
1 INTRODUÇÃO
Relógio Digital é um tipo de relógio que utiliza meios eletrônicos para manter as 
horas. O relógio digital utiliza energia elétrica que é normalmente suprida por uma bateria de 
pequena carga.
Ele utiliza um cristal piezo elétrico para gerar pulsos elétricos a uma frequência 
constante (32,768 KHz) a qual é levada a um conjunto de divisores de frequência que, 
dividindo ela por 32.768 obtém-se 1 pulso por segundo. Usualmente, as horas são exibidas 
através de um visor de LEDs ou cristal líquido.
Relógios digitais são pequenos, baratos e precisos, por isso, são encontrados 
associados a praticamente todos os aparelhos eletrônicos, como aparelhos de som, televisores, 
micro-ondas e celular.
Entretanto, relógios de pulso analógicos são mais populares do que os relógios 
digitais. Uma variação bastante comum é o relógio analógico a quartz, que utiliza o mesmo 
sistema de geração de pulsos do relógio digital para movimentar ponteiros mecânicos.
1.1 Relógio com Flip-Flop D
O relógio digital tipo D tem circuitos integrados básicos como o FF D e portas lógicas 
mas a diferença de montar o relógio com esses componentes é que eles são fáceis para 
compreensão mas tem um tamanho maior que os relógios digitais comum. 
Todos os FF do circuito são interligados com um clock inicial de 1Hz, ou seja, um 
pulso por segundo e com isso o relógio tem 3 partes, segundos, minutos e horas.
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2 OBJETIVO
O objetivo é montar um circuito com FF JK que conte as horas de 00:00:00 à 23:59:59 
finalizando assim a contagem das horas de um dia. E mostrando que é possível com um 
circuito básico, montar um relógio.
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3 DESENVOLVIMENTO
O desenvolvimento da montagem será feita em 4 partes, primeiro a elaboração da 
tabela verdade, em segundo a expressão de saída através do mapa K, em terceiro a simulação 
no Multisim e pôr fim a montagem no protoboard.
3.1 Tabela Verdade
Para fazer a tabela é necessário seguir um raciocínio básico, conforme a tabela 
abaixo:
Tabela 1. Tabela Verdade de saída do FF D.
Nessa figura mostra qual a configuração da entradas D para as alterações dos estados 
iniciais (QI) e o estado final (QF) com isso seleciona qual será a saída do FF no pulso 
seguinte.
No total serão 6 tabelas, duas para cada parte do relógio, segundos, minutos e horas. 
Cada tabela esta relacionado a uma unidade ou a uma dezena. A primeira tabela será da 
unidade dos segundos.
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Tabela Verdade das Unidades Dos Segundos.
Cada linha da tabela representa qual a saída do circuito a cada pulso de clock, porém 
as colunas D representa qual a configuração das entradas do FF D para que a saída mude para 
o pulso seguinte, isso partindo da tabela 1 que mostra a configuração do FF D para a saída 
desejada. Essa tabela mostra a contagem de 0000 a 1001, ou seja, de 0 a 9 em decimal.
 Após a tabela da unidade do segundo foi feito a tabela da dezena dos segundos:
Tabela Verdade da Dezenas Segundos.
Essa tabela parte do mesmo princípio da anterior, porém com a contagem de 000 a 101 
que é de 0 a 5 em decimal.
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Os segundos e os minutos funcionam da mesma forma, contam de 00 a 59 portanto, a 
tabela de ambos é a mesma para unidades e a mesma para dezenas. 
Diferente dos minutos e segundos, as horas contam de 00 a 23, porém a unidade das 
horas contará de 0 a 9 normalmente, mas com exceção quando a dezena tiver em dois, neste 
caso, as unidades contará somente até 3 conforme a figura abaixo.
Tabela Verdade das Dezenas das horas.
3.2 Mapa K
O Mapa K é uma forma de simplificar a expressão de saída da tabela verdade, para as 
tabelas de contagem de 0 a 9, teremos 4 saídas: D3, D2 D1 e D0, para as tabelas de contagem 
de 0 a 5, teremos 3 saídas: D2, D1 e D0 e por último a tabela de 0 a 2, com 2 saídas: D1 e 
D0. Sendo assim será feito o mapa K de cada saída dessas tabelas, começando com a de 0 a 9.
Mapas K de 0 a 9.
Nestas tabelas, observaremos a expressão de saída ao lado de cada tabela, assim 
simplificando bastante a expressão final. 
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Como existem três tabelas que contem de 0 a 9, a unidade dos segundos, a unidade da 
dezena e a unidade das horas, elas funcionam da mesma forma, portanto o mapa K é o 
mesmo.
Mapa K de 0 a 5.
Essa figura, corresponde a tabela verdade das dezenas, onde serve para a dezena dos 
minutos e dos segundos.
Mapa K de 0 a 2.
Por fim, o mapa K da tabela verdade das dezenas das horas, com isso toda a parte 
teórica foi feita e será simulado no multisim com algumas adaptações.
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3.3 SIMULAÇÔES
Na simulação será usado um esquema que facilitará a organização da simulação e 
montagem.
Esquema do relógio.
A simulação será feita parte por partes, unidade e dezena dos segundos, unidade e 
dezena dos minutos e unidade e dezena das horas.
Unidades do segundos
Nesta figura mostra a utilização da tabela verdade, pois a ligação entre entrada e saída 
foi feita através da expressão logica, onde o pino MSB AND LSB, está ligado ao clock da 
dezena do segundos.
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Dezenas dos segundos.
Mostra na figura acima, a entrada do pulso de clock do circuito que é o MSB da 
unidade dos segundos AND o LSB, pois 9 em binario é 1001, ao chegar a esse comando, as 
unidade de segundos proporciona um pulso para a dezena.
Quando atinge o número 5 o MSB, AND o LSB desse circuito manda clock para a 
unidade dos minutos.
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Unidades dos Minutos.
A unidade dos minutos funciona da mesma forma da unidade do segundo, porém o 
clock dessa unidade é dado pela dezena dos segundos.
Dezenas dos Minutos.
Esse circuito recebe o pulso do MSB AND o LSB da unidade dos minutos e quando 
chega ao número 5 dá um pulso para a unidade da hora.
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Unidades das Horas.
 Esse circuito conta até 9 (0000 a 1001) e dá um pulso para a dezena da hora, porém só 
conta até 9 (1001) quando a dezena da hora não estiver em 2 (10) pois, quando adezena está 
em 2 (10) a unidade só conta até 3 (11) e no pulso seguinte zera, ou seja, quando forma 2 (10) 
nas dezenas das horas e 3 (11) nas unidades das horas, terá que zerar no pulso seguinte, em 
outras palavras ele da um CLEAR quando estiver 2 (10) nas dezenas e 4 (100) nas unidades 
das horas.
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Dezenas das horas.
A dezena e a unidade das horas tem uma relação diferente dos minutos e segundos 
pois eles contam só até 24, ou seja, quando passa do número 23 zera o relógio, assim 
contando 24 horas. Isso se dá por um circuito lógico que quando está no pulso 23 dá um clear, 
zerando a contagem no pulso seguinte.
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4 RESULTADOS
4.1 MONTAGEM
Foi concluído com êxito, o relógio contou de 00:00:00 até 23:59:59 e a montagem 
final pode ser observada na figura abaixo.
Montagem do Relógio FF D.
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5 CONCLUSÃO
Foi provado que com um circuito composto por FF do tipo D e portas lógicas, pode ser 
feito um relógio digital, cujo conta as 24 horas de um dia. 
Esse projeto teve como objetivo mostrar que um relógio poder ser feito através de 
componentes simples, onde observaremos que essa montagem se tornou grande pois foi feito 
com esses materiais, mas existem outros CIs que diminuem significativamente o tamanho do 
circuito, porém não oferece o nível de conhecimento acadêmico da montagem que foi feita.
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	1 INTRODUÇÃO
	1.1 Relógio com Flip-Flop D
	2 OBJETIVO
	3 DESENVOLVIMENTO
	3.1 Tabela Verdade
	3.2 Mapa K
	3.3 SIMULAÇÔES
	4 RESULTADOS
	4.1 MONTAGEM
	5 CONCLUSÃO