Circuitos Sequenciais2

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Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Análise dinâmica
Saída q atualizada nas bordas de subida do clock (clk) ou quando rst = 1
A cada ciclo do clock, a saída q armazena o valor da saída !q
1
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Análise dinâmica
Saída q atualizada nas bordas de subida do clock (clk) ou quando rst = 1
A cada ciclo do clock, a saída q armazena o valor da saída !q
Quando reset = 0, tem-se a frequência do clock dividia por 2
2
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 2 bits (0-3) controlado pelo clock
Clock do FF1 é gerado pela saída !q do FF0
(clk/2)
3
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 2 bits (0-3)
Analise dinâmica
4
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits (0-7)
Clock do FF2 é gerado pela saída !q do FF1
(clk/4)
5
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits (0-7)
6
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 0-7
7
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 4 bits (0-15)
Como transformar em um contador BCD (0-9) ?
8
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador BCD (0-9)
Detecta o 10 e reseta o contador
1
0
1
0
1
1
9
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador BCD (0-9)
Como fazer um contador BCD de 0-99 ?
10
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador BCD (0-9)
Contador de década
Cada vez que o contador chegar em 10, um pulso curto (glitch/spike) é gerado
Este pulso pode ser usado como clock para outro contador BCD que conta as dezenas
11
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador BCD de 0-99
Clock gerado pelo contador de unidades
12
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Flip-Flop D com controle de escrita
Armazenamento é controlado através de um sinal de carga (load)
Quando ↑CLK e load = 1, q ← d
load
Quando load = 0, o valor atual é rearmazenado (q ← q)
d
q
clk
rst
load
!q
13
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Flip-Flop D com controle de escrita
Armazenamento é controlado através de um sinal de carga (load)
A entrada que controla o armazenamento (load) pode ter outros nomes como en (enable), we (write enable), ce (clock enable/chip enable)
Quando ↑CLK e load = 1, q ← d
Quando load = 0, o valor atual é rearmazenado (q ← q)
d
q
clk
rst
load
!q
14
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits com enable
Quando en=0, o contador mantém o valor da contagem
15
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits decrescente (7-0)
Basta utilizar as saídas !q dos flip-flops
16
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits decrescente (7-0)
Basta utilizar as saídas !q dos flip-flops
Como criar um contador crescente/decrescente (up/down)?
17
Circuitos sequênciais
Elementos de memória
Contador de 3 bits up/down (0-7/7-0)
Basta utilizar ambas saídas dos flip-flops
up_down = 0, contagem crescente
up_down = 1, contagem decrescente
18
Circuitos sequênciais
Registradores
Circuito que armazenam mais de 1 bit
Formado por n Flip-Flops, onde n determina a largura do registrador (quantidade de bits de armazenamento)
Exemplo: registrador de 4 bits de largura
Símbolo
d
q
clk
rst
4
4
Não tem a saída !q
19
Circuitos sequênciais
Registradores
Circuito que armazenam mais de 1 bit
Formado por n Flip-Flops, onde n determina a largura do registrador (quantidade de bits de armazenamento)
Exemplo: registrador de 4 bits de largura
Entrada D de 4 bits. Dado a ser armazenado
Todos Flip-Flops são resetados simultaneamente
(reset comum)
Todos Flip-Flops fazem o armazenamento simultaneamente
(clock comum)
Um Flip-Flop para cada bit. Cada bit da entrada D está ligado na entrada d de um FF.
Saída Q de 4 bits. Mostra o valor armazenado. Cada bit da saída Q está ligado na saída q de um FF.
20
Circuitos sequênciais
Registradores
Circuito que armazenam mais de 1 bit
Formado por n Flip-Flops, onde n determina a largura do registrador (quantidade de bits de armazenamento)
Exemplo: registrador de 4 bits de largura
21
Circuitos sequênciais
Registradores
Circuito que armazenam mais de 1 bit
Formado por n Flip-Flops, onde n determina a largura do registrador (quantidade de bits de armazenamento)
Exemplo: registrador de 4 bits de largura
d
q
clk
rst
4
4
22
Circuitos sequênciais
Acumulador
Soma entrada A com o valor armazenado no registrador 
Resultado é armazenado novamento no registrador 
Reg ← Reg + A
Resultado da soma armazenado a cada borda de subida do clock (CLK).
Reg
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Circuitos sequênciais
Acumulador
Soma entrada A com o valor armazenado no registrador 
Logisim
24
Circuitos sequênciais
Somador-Acumulador
Alterar o acumulador de maneira que o circuito seja capaz de 
Somar A com o valor armazenado no registrador
Somar as entrada A e B, e armazenar o resultado no registrador
Adicionar a entrada B e uma entrada de controle que possibilite escolher a operação
Se controle = 0, Reg ← Reg + A
Senão, Reg ← A + B
25
Circuitos sequênciais
Somador-Acumulador
Alterar o acumulador de maneira que o circuito seja capaz de 
Somar A com o valor armazenado no registrador
Somar as entrada A e B, e armazenar o resultado no registrador
Adicionar a entrada B e uma entrada de controle que possibilite escolher a operação
Se controle = 0, Reg ← Reg + A
Senão, Reg ← A + B
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Circuitos sequênciais
Somador-Acumulador
Alterar o somador-acumulador de maneira que o circuito seja capaz de realizar as seguintes operações
Reg ← A + B
Reg ← A + Reg
Reg ← B + Reg
Reg ← Reg + Reg
Adicionar entrada(s) de controle que possibilite escolher a operação
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Circuitos sequênciais
Somador-Acumulador
Alterar o somador-acumulador de maneira que o circuito seja capaz de realizar as seguintes operações
Reg ← A + B
Reg ← A + Reg
Reg ← B + Reg
Reg ← Reg + Reg
Adicionar entrada(s) de controle que possibilite escolher a operação
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