06 - Aplicações com Flip-Flops (Contadores e Registradores)

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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 N é um contador com N 
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. 
0000 
0001 
0010 
0011 
0100 
0101 
0110 
0111 
1000 
1001 
1010 
Diagrama de estado 
Contadores de 
Década 
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. 
𝑇𝑐𝑙𝑘 = 𝑁 ∗ 𝑡𝑝𝑑 
𝑓𝑐𝑙𝑘 −𝑀á𝑥 =
1
𝑁 ∗ 𝑡𝑝𝑑
 
 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? 
 Decodificação ativa em nível alto 
Figura 7.20 – Usando portas 
AND para decodificar um 
contador de módulo 8. 
Note: 
- 8 = 23 
- Nº de ANDs = módulo 
Como ficaria a decodificação 
ativa em nível baixo? 
 Como seria o circuito para gerar o diagrama 
de estado abaixo?