Aula 12 - Contadores

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Contadores
Introdução
Introdução
• O contador é um subsistema sequencial que fornece
em suas saídas um conjunto de níveis lógicos numa
sequencia predeterminada;
• A este conjunto de níveis lógicos dá-se o nome de 
estados internos do contador;
• O contador é formado basicamente por flip-flops e, 
portanto, a velocidade da sequencia gerada é 
determinada pela frequencia dos pulsos de clock.
• Os contadores podem ser classificados segundo
alguns critérios:
– Tipo de controle:
• Assíncrono;
• Síncrono.
– Tipo de contagem:
• Crescente (up);
• Decrescente (down).
– Tipo de código:
• Hexadecimal;
• Decimal (Década);
• Outros.
Contadores-Configurações básicas
• Um contador assíncrono é aquele no qual os flip-flops
são controlados por pulsos de clock não simultâneos;
• O que caracteriza este tipo de contador é a ligação da 
saída de um flip-flop à entrada de clock do flip-flop
subsequente, ou seja, somente o primeiro flip-flop é 
controlado pelos pulsos de clock externos.
Contador Assíncrono
• Exemplo de aplicação I- Contador Hexadecimal 
Assíncrono Crescente:
Registradores-Configurações básicasContador Hexadecimal Assíncrono Crescente
User
Sticky Note
Entrada em série enullSaída em paralelo
User
Sticky Note
A saída de um é a entrada do clock do outro. Logo tem-se um contador assíncrono.
• Para análise do funcionamento deste circuito, é preciso
destacar duas características do flip-flop T:
– Atua na transição negativa (borda de descida) do clock;
– Para T=1, Qf = Qa;
– O diagrama de tempos deste controlador parte do estado inicial QD QC
QB QA = 0 0 0 0.
Contador Hexadecimal Assíncrono Crescente
• No diagrama de tempos deste contador é mostrado
a divisão da frequencia de clock por dois (QA), por
quarto (QB), por oito (QC) e por dezesseis (QD);
• O seu diagrama de estados:
Contador Hexadecimal Assíncrono Crescente
• Exemplo de aplicação II- Contador de Década
Assíncrono Crescente:
Registradores-Configurações básicasContador AssíncronoContador de Década Assíncrono Crescente
• Interligando todas as entradas clear (CL) dos flip-
flops, criando uma entrada de controle master reset 
(MR) que atua imediatamente toda vez que o 
contador chega ao estado A (QD QC QB QA = 1 0 1 0);
• As saídas QD QC QB QA são ligadas a uma porta OU 
que fornece nível lógico 0 logo que o contador chega
ao estado A resetando, assim, todas as saídas, 
levando-o ao estado 0 (QD QC QB QA = 0 0 0 0);
Registrador de DeslocamentoContador AssíncronoContador Assíncrono-AplicaçãoContador de Década Assíncrono Crescente
• No estado 0, a porta OU volta a fornecer nível lógico
1 desabilitando a entrada de controle master reset 
(MR);
• O circuito omite o estado A, contando apenas de 0 a 
9 (dez estados), funcionando como um contador de 
década assíncrono crescente.
Registrador de DeslocamentoContador Assíncrono-AplicaçãoContador de Década Assíncrono Crescente
• O contador síncrono é aquele no qual os flip-flops
são controlados simultaneamente pelo mesmo pulso 
de clock.
Contador Síncrono
User
Sticky Note
Entrada em Paralelo e Saída em Paralelo.
• O que caracteriza este tipo de contador é a ligação 
das entradas de clock dos flip-flops a uma única 
entrada de clock externa;
• O circuito combinacional, da figura anterior, que 
determina os estados futuros (entradas dos flip-
flops) a partir dos estados atuais (saídas dos flip-
flops) em função da sequencia de contagem
desejada e do tipo de flip-flop utilizado.
Registrador Série-SérieContador Síncrono
• Exemplo de aplicação I-Contador Módulo 5 Síncrono
Crescente:
– Contador Módulo 5 (cinco estados);
– 3 (três) flip-flops são suficientes para o projeto;
– Sua sequencia é formada apenas pelos estados 0 a 4 (000 a 
100);
– Diagrama de estados:
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
• Foi utilizado apenas flip-flop D e suas características: (Para 
D=0, Qf=0 e para D=1, Qf=1).
• A tabela-verdade do circuito combinacional deste contador:
• As expressões lógicas das saídas do ciruito
combinacional, através do mapas de Karnaugh:
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
• Antes da implementação do circuito, deve-se fazer a 
análise dos estados secundários (5, 6 e 7) para saber 
como se comportam em relação aos estados da 
malha principal;
• Isto se dá, pelo fato, dos níveis lógicos irrelevantes
terem sido definidos durante a resolução dos mapas
de Karnaugh, pois ao fazerem parte de enlaces, 
passaram a valer 1, caso contrário iguais a 0
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
• Pela substituição das variáveis QC , QB e QA das 
expressões lógicas obtidas por seus valores
correspondents nos estados secundários: 5, 6 e 7, 
tem-se a tabela-verdade:
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
• Tem-se o diagrama de estados completo:
• Finalmente, tem-se o circuito implementado:
Contador Módulo 5 Síncrono Crescente
• Há duas vantagens a considerar do contador
síncrono em relação ao contador assíncrono:
– Velocidade: a frequencia máxima de clock do contador
síncrono é limitada apenas pela frequencia máxima de 
clock de um flip-flop, pois não há propagação de atraso;
– Versatilidade: É possível o projeto de um contador
síncrono de qualquer sequencia prevendo, inclusive, a 
eliminação de problemas causados pelos estados
secundários.
Contadores- Conclusão
• (1°) O que faz este circuito?
• Considere a entrada de controle load é utilizada para iniciar o 
contador através do nível lógico 0, carregando as saídas com 
QA QB QC QD = 1 0 0 0. Em seguida, esta entrada permanence 
em nível lógico 1.
Exercícios:
• (2°) Obter um contador módulo 12 síncrono crescente, 
utilizando flip-flops D. 
• (3°) No contador, do exercício anterior, qual a frequência 
de sinais das saídas caso a frequência de clock seja de 
600 KHz?
• (4°) O diagrama de estados abaixo representa o 
funcionamento de um contador de números pares de 
quatro bits. Obter o seu circuito nos modos síncrono e 
assíncrono, utilizando apenas três flip-flops T.
Exercícios: