04 - Flip-Flops e Dispositivos Correlatos

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 Os circuitos combinacionais são assim conhecidos 
pois seus estados de saída dependem dos estados 
lógicos da entrada no mesmo instante de tempo, 
pois estes não possuem memória. 
 
 Circuitos combinacionais – os sinais de 
saída dependem exclusivamente dos sinais 
de entrada. 
 Circuitos sequenciais – suas saídas 
dependem e/ou de seus estados anteriores, 
ou seja, possuem memória. 
 Flip-flop ou multivibrador biestável é um 
circuito digital pulsado capaz de servir como 
uma memória de um bit. 
 Pode ser construido com duas portas NAND 
ou duas portas NOR. 
Borda de subida Borda de descida 
Borda de subida Borda de descida 
 Sistemas digitais podem operar tanto no 
modo síncrono como no modo assíncrono; 
 Nos síncronos quem dita o passo de mudança 
é o sinal de clock; 
◦ As transições podem ser por borda de subida 
◦ Ou por borda de descida 
 Características comuns dos FF com clk 
◦ CLK 
 Trabalham com detecção de borda (subida ou 
descida) do sinal de Clock. 
 
 Neste Flip-Flop a condição J=K=1 não resulta 
em ambiguidade. Neste FF a saída irá mudar 
para o estado lógico oposto na transição 
positiva de clock. Denomidado Modo de 
Comutação (toggle mode). 
 
 Trata-se de um FF com apenas uma entrada 
de controle, quando uma transição no Clock 
ocorre o valor da entrada D é levado à saída 
Q. 
 Possui uma arquitetura muito parecida com o FF tipo D 
porém não apresenta o circuito detector de borda. 
 Estando este habilitado o sinal da entrada é levado a 
saída de forma transparente. 
 São usadas para colocar o FF em estado 0 ou 1 
em qualquer instante, independente da condição 
dos outros sinais de entrada. 
 Quando ocorre a borda negativa de descida do clock, Q1 
comuta para o estado BAIXO, mas isto só ocorre depois 
de decorrido o tempo de propagação, tPHL. A mesma 
borda negativa dispara Q2 de modo confiável para o 
estado ALTO desde que tPHL de Q2 seja maior que o 
tempo de hold, tH. 
Eletrônica Digital 26 
Eletrônica Digital 27 
Eletrônica Digital 28 
Segunda parte da disciplina 
 Armazenamento de transferência de dados. 
◦ Transferência síncrona 
 Armazenamento de transferência de dados. 
◦ Transferência Paralela 
 Transferência Serial de dados: Registradores de 
deslocamento 
Um Registrador de 
Deslocamento são um grupo de 
FFs organizados de modo que 
os números binários 
armazenados nos FFs sejam 
deslocados de um FF para o 
seguinte a cada pulso de clock. 
 
 Registradores de deslocamento 
 Transferência Paralelo 
◦ Todas as informações são transmitidas 
simultaneamente em um único pulso de 
clock 
◦ Muito mais rápida que a série utilizando 
registradores de deslocamento. 
 Transferência Série 
◦ A transferência de N bits requer N pulsos 
de clock 
◦ Muito mais econômica e simples. 
 
 Chama-se contador a um circuito seqüencial 
síncrono que é descrito por um diagrama de 
estados que possui apenas um ciclo. 
 O módulo do contador corresponde ao número de 
estados deste ciclo. 
 Um contador módulo-m seria um contador com m 
estados. 
 O tipo de contador mais comum 
é o contador binário de n-bits. 
 É implementado com n Flip-Flop 
e possui 2n estados. 
 Também conhecido como 
contador de Ripple pois a 
informação é transportada deste 
o LSB até o MSB. 
 Os pulsos de clock são aplicados ao FF A. 
 A saída de A é usada como Clock para B, e assim 
sucessivamente. 
 A saídas dos FF D,C,B e A representam um número 
binário, onde D é o MSB. Contando de 0000 até 1111 
 O 16o pulso de clock faz as saídas dos FF voltam a 
zero. 
 Um bloco de um sistema de controle de trafego lhe foi 
requisitado. Este deveria contar o numero de carros 
que passam em uma rua. Também lhe foi entregue um 
dispositivo de identificação de presença de carros. A 
cada carro que passava pela rua ele gerava um pulso. 
Este sistema deveria ser capaz de contar pelo menos 
1000 carros. Quantos Flip-Flops você utilizaria neste 
projeto? 
 Imagine que você deseja projetar um relógio 
utilizando como gerador de pulso a 
frequência da rede elétrica. 
 Determine a 
frequência de 
saída (D) dos 
circuitos ao 
lado. 
 
 Contadores de Módulo 10 são conhecidos 
com Contadores de Década. 
 Contadores de década, que contam de 0000 
até 1001, são conhecidos como contadores 
BCD. 
Um contador de Módulo 60 
 Existem diversos Circuitos Integrados Contadores 
Assíncronos, tanto na família TTL quando na família 
CMOS. Um deles é o TTL 74293 (74LS293) 
◦ Possui 4 FF do tipo J-K, com saídas Q0, Q1, Q2, Q3 
onde Q3 é o MSB. 
◦ Cada FF possui um Clock (CP) onde Q0 recebe o CP0 
e Q1 recebe o CP1. 
◦ Os FF possuem uma entrada assincrona de CLEAR, 
CD. Ligada à saída por dois pino MR1 e MR2 levados a 
uma porta NAND. 
◦ Os FF Q1, Q2, Q3 já estão internamente ligados. 
 Crescente Decrescente 
 CBA CBA 
 (0) 000 (7) 111 
 (1) 001 (6) 110 
 (2) 010 (5) 101 
 (3) 011 (4) 100 
 (4) 100 (3) 011 
 (5) 101 (2) 010 
 (6) 110 (1) 001 
 (7) 111 (0) 000 
 O tempo de propagação constitui um 
problema em contadores assíncronos 
 Esse problema poderia ser resolvido se todas 
as saídas mudassem de estado ao mesmo 
tempo, mesmo pulso de clock. 
 Isto foi alcançado com os contadores 
Síncronos. 
 Exemplo: 
 Determine fmax do circuito anterior se o tempo de 
propagação de cada FF for de 50ns e das portas 
AND de 20ns. Compare com a fmax de um contador 
assíncrono. 
 Como este circuito poderia se tornar um contador 
de modulo 32? 
 Quanto seria o fmax para o contado de modulo 32 
síncrono e assíncrono?