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Circuito Contador
Um contador é um circuito digital que evolui sob o comando de um clock, de forma que seus estados reproduzam uma sequência pré-determinada. Contadores digitais são utilizados principalmente para contagens, geração de palavras, divisão de frequências, medição de frequência e tempo. São basicamente divididos em duas categorias: contadores assíncronos e síncronos.
Contadores assíncronos[editar | editar código-fonte]
Nesse tipo de contador, o pulso de clock é aplicado apenas no primeiro bloco flip-flop, enquanto para os demais blocos, a saída do bloco anterior é que vai servir como clock. Os principais tipos de contadores assíncronos são:
Contadores de Pulso
Contadores de Década
Contador Seqüencial de O a N
Contadores Assíncronos Decrescentes
Contadores Assíncronos Up-Down (crescente/decrescente)
Contadores de pulso[editar | editar código-fonte]
A principal característica de um contador de pulso é apresentar nas saídas, o código binário 8421 em sequência. Seu circuito básico apresenta um grupo de quatro blocos flip-flop JK mestre-escravo, os quais possuem as entradas J e K iguais e sempre em nível alto (1).
É um circuito divisor de frequência, ou seja, a frequência dos pulsos na saída é igual a metade da frequência de entrada no bloco, se no bloco entrar uma frequência de 48 Hz, sairá uma frequência de 24 Hz que alimentará o próximo bloco e assim pôr diante. Como divisor o funcionamento se dá da seguinte forma, a primeira saída é igual a 2 elevado a 1 que é igual a dois, a segunda saída é igual a 2 elevado a 2 que é igual a 4, e assim por diante formando a partir da primeira saída até a última os valores de 2,4,8,16,32,64,128,256,512,1024,2048,4096 para um CI com 12 saídas como o CD4040,dividindo a frequência de entrada pelo valor da saída resulta a nova frequência, exemplo 1Khz no clock e usando a saída correspondente a 2 teremos 500 Hz na saída. A saída dos blocos será se dará pelas saídas "Q". Esse contador contará uma seqüência de 0 a 15. A saída "Q" de maior frequência é a saída menos significativa LSB (Less Significative Bit) e a saída "Q" de menor frequência é a saída mais significativa MSB (Most Significative Bit).
Contadores de década[editar | editar código-fonte]
É o circuito que efetua a contagem, em números binários, de zero a nove (10 algarismos), ou código BCD, isso significa seguir uma sequência binária 8421 de 0000 a 1001. Para construir esse circuito, utilizamos o contador de pulso, interligando as entradas clear dos flip-flops. Para que o contador conte somente de 0 a 9, deve-se jogar um nível zero na entrada clear assim que surgir o caso (1010), ou seja, no 10º pulso.
Para que isso aconteça, ligamos as saídas "Q" dos flip-flops 4 e 2 e as saídas "Q*" (Q barra) dos flip-flops 3 e 1, em uma porta NAND, já que para a combinação descrita, Q4=1, Q2=1, Q*3=1 e Q*1=1 a porta NAND só vai ter entradas 1, e resultará uma saída 0, ativando os clears dos flip-flops.
Contador seqüencial de O a e[editar | editar código-fonte]
Neste contador, a quantidade de blocos flip-flop depende da quantidade de bits do limite de contagem. Tendo dois blocos podemos contar no máximo de 0 a 3, tendo três blocos podemos contar no máximo de 0 a 7, tendo quatro blocos podemos contar no máximo de 0 a 15, e assim por diante.
Funciona com o mesmo princípio do contador de década, porém o nível zero a ser jogado no clear mudará. Por exemplo, se tivermos 3 flip-flops, a contagem será feita até 7, sendo que esse será observado por um tempo mais curto, pois 7 em binário é 111, e teremos que ligar todas as saídas Q na porta NAND para o nível zero ativar o clear do flip-flops, resultando em um tempo menor de observação para o número 7.
Contador seqüencial de O a N[editar | editar código-fonte]
Neste contador, a quantidade de blocos flip-flop depende da quantidade de bits do limite de contagem. Tendo dois blocos podemos contar no máximo de 0 a 3, tendo três blocos podemos contar no máximo de 0 a 7, tendo quatro blocos podemos contar no máximo de 0 a 15, e assim por diante.
Funciona com o mesmo princípio do contador de década, porém o nível zero a ser jogado no clear mudará. Por exemplo, se tivermos 3 flip-flops, a contagem será feita até 7, sendo que esse será observado por um tempo mais curto, pois 7 em binário é 111, e teremos que ligar todas as saídas Q na porta NAND para o nível zero ativar o clear do flip-flops, resultando em um tempo menor de observação para o número 7.
Contadores de pulso crescente/decrescente[editar | editar código-fonte]
São também conhecidos como contadores UP/DOWN. Neste circuito temos um multiplex entre os blocos, que está ligado a um barramento de controle, que irá determinar se a contagem será crescente (o nível do barramento for 1) ou decrescente (nível do barramento for 0).
Contadores síncronos[editar | editar código-fonte]
Nesses contadores o clock entra em todos os flip-flops simultaneamente. Para que haja mudanças de estado, deve-se então estudar o comportamento das entradas J e K dos vários flip-flops, para que se tenha nas saídas as sequências desejadas. Para isso, deve-se escrever a tabela verdade das entradas J e K dos flip-flops para que esses assumam os estados seguintes. O contador síncrono é o mais completo contador, ele tem condições de gerar qualquer tipo de seqüência binária, ou seja, é um gerador de palavras e consequentemente de códigos binários.
Fonte: Sistemas Digitais - Ronald J. Tocci - Neal S. Widmer