Aula EDII 5 FSA

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Eletrônica Digital II 
Prof. Fábio Leite, Esp 
FACULDADE SANTO AGOSTINHO - FSA 
ENGENHARIA ELÉTRICA 
Tópicos 
 Contadores síncronos 
 Contadores síncronos de módulo < 2N 
 Contadores síncronos decrescentes 
 Contadores síncronos crescentes/decrescentes 
 Contadores síncronos com carga paralela 
 Circuitos Integrados de contadores 
assíncronos 
 Analisando contadores síncronos 
 Projeto de contadores síncronos 
 
 
Contadores Síncronos (paralelos) 
Os problemas encontrados com os contadores assíncronos são provocados 
pelo acúmulo dos atrasos de propagação dos FFs. Essa limitação pode ser 
superada pelo com o uso de contadores síncronos ou paralelos, nos quais 
os FFs são disparados simultaneamente (em paralelo) pelos pulsos de um 
mesmo clock de entrada. 
Visto que os pulsos de clock de entrada são aplicados em todos os FFs, algum 
recurso tem que ser usado para controlar o momento em que um ou mais FFs 
deve(m) comutar, e o momento em que um ou mais FFs deve(m) permancer 
inalterado(s) quando ocorrer a borda ativa de clock. 
QUESTÃO: 
Como fazer isso ??? 
Projetando as equações de entrada dos FFs ! 
Contadores Síncronos (paralelos) 
Contador Assíncrono de 4 bits (módulo 16) 
Contador Síncrono de 4 bits (módulo 16) 
Contadores Síncronos (paralelos) 
Contador Assíncrono de 4 bits (módulo 16) 
Contador Síncrono de 4 bits (módulo 16) 
atraso
máx
tN
f


1
ANDatrasoFFatraso
máx
tt
f
__
1


, sendo N o número de FFs. 
Há contadores síncronos de 
módulo < 2N ? 
Contadores síncronos de módulo < 2N 
Utiliza-se as entradas assíncronas CLEAR para gerar contadores síncronos de 
módulo < 2N. De forma semelhante aos contadores assíncronos, observa-se 
spikes ou glitches nas formas de onda da saída de alguns FFs. 
Contador 
Síncrono de 
módulo 6 
Contadores síncronos de módulo < 2N 
Abaixo mostra-se exemplos de diagramas de transição de estados para um 
contador síncrono de módulo 2N, e a mudança que ocorre no diagrama de 
transição de estados quando se passa para um contador de módulo < 2N. 
contador síncrono de módulo 2N contador síncrono de módulo < 2N 
Contadores síncronos decrescentes 
No estudo dos contadores assíncronos, observamos que em um contador 
crescente usamos a saída de um FF de ordem mais baixa para controlar a 
comutação de um FF de ordem imediatamente superior, já em um 
contador decrescente usamos a saída invertida de um FF de ordem mais 
baixa para controlar a comutação de um FF de ordem imediatamente 
superior. 
Nos Contadores Síncronos, ocorre algo semelhante: no contador crescente 
usa-se a saída de um FF de ordem mais baixa para controlar a comutação 
de FFs de ordem superior, no contador decrescente usa-se as saídas 
invertidas de cada FF para controlar a comutação dos FFs de ordem 
superior. 
Sugestão: comprove essa afirmação realizando o 
Projeto das equações de entrada dos FFs de 
contadores crescentes e decerescentes! 
Contadores síncronos decrescentes 
EXEMPLO 
Contador Crescente 
Contador Decrescente 
E para 
selecionar 
o sentido 
da 
contagem 
? 
Contadores síncronos crescentes/decrescentes 
Contadores síncronos com carga paralela 
Muitos contadores síncronos (paralelos) disponíveis na forma de CIs são 
projetados para serem contadores com carga paralela (presettable): podem 
ser inicializados com qualquer contagem inicial desejada de forma assíncrona 
(independente do sinal de clock) ou sincrona (na transição ativa do sinal do 
clock). 
1 0 1 
0 1 0 
0 1 0 
1 0 1 
1 0 1 
0 1 
CARGA ASSÍNCRONA 
Contadores síncronos com carga paralela 
Muitos CIs de contadores paralelos usam carga síncrona, em que o contador 
é carregado na transição ativa do mesmo sinal de clock usado para a 
contagem. O nível lógico aplicado na entrada determina se a transição 
ativa do clock carregará o contador ou se será contada como uma operação 
normal de contagem. 
CARGA SÍNCRONA 
PL
Exemplos de CIs contadores que usam carga síncrona incluem os 74ALS160, 
74ALS161, 74ALS162 e 74ALS163 da família TTL, e os equivalentes CMOS 
74HC160, 74HC161, 74HC162 e 74HC163. 
Como operam esses Circuitos Integrados ? 
Circuitos Integrados de contadores 
A série 74ASL160-163 / 74HC160-163 
Perceberam que este CI só faz contagem crescente ? 
detecta estado terminal 
CLR tem 
precedência sobre 
os outros sinais ! 
permite 
interligar 
contadores 
Contadores Síncronos (paralelos) 
Circuitos Integrados de contadores 
A série 74ASL190-191 / 74HC190-191 
Circuitos Integrados de contadores 
Muitas saídas de CIs contadores foram projetadas para facilitar a conexão de 
múltiplos CIs para criar circuitos com uma extensão de contagem mais ampla. 
CONTADOR DE MÚLTIPLOS ESTÁGIOS 
Como analisar o circuito contador ? 
Analisando contadores síncronos 
Contadores síncronos são casos particulares de circuitos sequenciais 
síncronos, podendo ser analisados através de ferramentas já vistas, e 
podendo ser projetados de modo personalizado para gerar uma sequência de 
contagem qualquer através do procedimento de projeto já visto. 
Caso tenhamos disponível o esquemático do circuito de um contador 
síncrono desconhecido que desejamos analisar – compreender o 
funcionamento – temos as tabelas e os diagramas de transição de estados 
como ferramentas muito úteis para realizar esta análise. 
Neste caso, o primeiro passo para gerar a tabela de transição de estados é 
escrever a expressão lógica para a entrada de controle de cada FF – a 
partir dessas expressões, é possível prever os comandos para cada FF e 
o próximo estado resultante. 
EXEMPLO ? 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
CKJ
AKJ
CK
BAJ
AA
BB
C
C




EXPRESSÕES: 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
CKJ
AKJ
CK
BAJ
AA
BB
C
C




Estado ATUAL Entradas de Controle PRÓXIMO estado 
C B A JC KC JB KB JA KA C B A 
0 0 0 
0 0 1 
0 1 0 
0 1 1 
1 0 0 
1 0 1 
1 1 0 
1 1 1 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
CKJ
AKJ
CK
BAJ
AA
BB
C
C




Estado ATUAL Entradas de Controle PRÓXIMO estado 
C B A JC KC JB KB JA KA C B A 
0 0 0 0 0 0 0 1 1 
0 0 1 0 0 1 1 1 1 
0 1 0 0 0 0 0 1 1 
0 1 1 1 0 1 1 1 1 
1 0 0 0 1 0 0 0 0 
1 0 1 0 1 1 1 0 0 
1 1 0 0 1 0 0 0 0 
1 1 1 1 1 1 1 0 0 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
CKJ
AKJ
CK
BAJ
AA
BB
C
C




Estado ATUAL Entradas de Controle PRÓXIMO estado 
C B A JC KC JB KB JA KA C B A 
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 
0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 
0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 
0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 
1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 
1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 
1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
CKJ
AKJ
CK
BAJ
AA
BB
C
C




Estado ATUAL Entradas de Controle PRÓXIMO estado 
C B A JC KC JB KB JA KA C B A 
0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 
0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 
0 1 0 0 0 0 0 1 1 0 1 1 
0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 
1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 
1 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 
1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 
1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 
Observa-se que se trata de 
um contador de módulo 5. 
Observa-se ainda que se 
trata de um contador 
autocorretor. 
Analisando contadores síncronos 
EXEMPLO 
E para projetar um contador síncrono ? 
Projeto de Contador Síncrono 
Muitas configurações diferentes de contadores estão disponíveis como CIs 
assíncronos, síncronose combinações assíncrono/síncrono. A maioria deles 
realiza a contagem segundo uma sequência binária normal. 
Entretanto, em muitas aplicações pode-se precisar de um contador que gere 
uma sequência que não seja a normal. 
Realizar o projeto do circuito sequêncial. 
SOLUÇÃO ? 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Um motor de passo gira em passos discretos, geralmente 15o por passo, em 
vez de girar em movimento contínuo. Os enrolamentos dentro do motor devem 
ser energizados e desenergizados em uma sequência específica para produzir 
movimentos em passos discretos. 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Um motor de passo gira em passos discretos, geralmente 15o por passo, em 
vez de girar em movimento contínuo. Os enrolamentos dentro do motor devem 
ser energizados e desenergizados em uma sequência específica para produzir 
movimentos em passos discretos. 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
• Passo Completo: 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
• Meio Passo: 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Deseja-se projetar um contador síncrono que gere sinais digitais a serem 
utilizados para controlar a corrente em cada enrolamento do motor. 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Deseja-se projetar um contador síncrono que gere sinais digitais a serem 
utilizados para controlar a corrente em cada enrolamento do motor. 
Estado ATUAL Entradas de Controle PRÓXIMO 
D B A JB KB JA KA B A 
0 0 0 0 X 1 X 0 1 
0 0 1 1 X X 0 1 1 
0 1 0 X 1 0 X 0 0 
0 1 1 X 0 X 1 1 0 
1 0 0 1 X 0 X 1 0 
1 0 1 0 X X 1 0 0 
1 1 0 X 0 1 X 1 1 
1 1 1 X 1 X 0 0 1 
Tabela de transição de estados 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Deseja-se projetar um contador síncrono que gere sinais digitais a serem 
utilizados para controlar a corrente em cada enrolamento do motor. 
Projeto de Contador Síncrono 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Projeto de Contador Síncrono 
Para os 
amplificadores 
de Corrente 
 
EXEMPLO DE PROBLEMA: Controle de um Motor de Passo 
Projeto de Contador Síncrono 
ULN2003 
DRIVERS: Controle de um Motor de Passo 
Projeto de Contador Síncrono 
ULN2003 
16 PINOS 
ULN2803 
18 PINOS 
OBS: Usando o 2803 pode-se 
controlar dois (2) motores de 
passo!!! 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
??? 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
??? 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Exercício: (CONTADOR SÍNCRONO) 
Projetar um contador de Código Gray de 3 bits: 
Bibliografia Básica 
 Tocci, R. J., Widmer, N. S., Moss, G. L.; 
Sistemas Digitais - Princípios e Aplicações - 
10ª Ed, Editora Pearson, 2007. 
 
 Baptista, Carlos Pedro; Fundamental dos 
Sistemas Digitais – 4ª Ed, FCA Editora de 
Informática Lda. 218p. ISBN 978-972-722-272-8 
 
 Notas de Aula, Prof Dr. Paulo Praça. 
Universidade Federal do Ceará.