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Atividade Estruturada 4 Contadores Assincronos

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ATIVIDADE 
ESTRUTURADA 4: 
CONTADORES 
ASSÍNCRONOS 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Contadores são dispositivos de múltiplas e importantes aplicações e, na Eletrônica Digital, 
são facilmente implementados com flip-flops. Esta página trata de contadores assíncronos, assim 
denominados porque as entradas de controle (clock) dos diversos flip-flops que os compõem não 
trabalham na mesma frequência. 
 
Contador assíncrono básico 
 
 Neste exemplo são usados 4 flip-flops tipo mestre-escravo ligados em cascata, com a saída Q 
de cada ligada à entrada de clock do seguinte. As entradas J e K de cada flip-flop são mantidas no 
nível 1. 
 
 
 Supondo que inicialmente todos os flip-flops estão no nível 0, o comportamento pode ser 
visto pelos gráficos da Figura 02. 
 
 Também é suposto que, a partir de determinado instante, uma sequência de pulsos 
retangulares é aplicada na entrada de clock E do flip-flop número 0, conforme gráfico superior da 
figura mencionada. 
 
 
 Em página anterior foi visto que flip-flops tipo mestre-escravo só mudam de estado na 
descida (transição de 1 para 0) dos pulsos de clock. Assim, a saída do flip-flop 0 não acompanha 
exatamente a entrada de clock e o resultado é uma sequência de pulsos com o dobro da largura. E de 
forma análoga para os demais. Desde que os flip-flops estão ligados em cascata, as larguras de 
pulso dobram em cada etapa, o que é claramente visto no gráfico. 
 
 
 
 Na tabela acima os valores da coluna E são apenas números sequenciais dos pulsos de 
entrada e as demais colunas contêm os níveis lógicos das saídas de acordo com os gráficos 
anteriores, considerando S3 o dígito mais significativo. Pode-se notar que os valores das saídas 
correspondem às contagens em números binários dos pulsos de entrada. E o processo é reiniciado 
após o décimo sexto pulso. 
 
 Voltando aos gráficos da Figura 02, pode-se verificar que o circuito opera também como um 
divisor de frequência. Se as larguras dos pulsos, isto é, os períodos são dobrados, as frequências são 
reduzidas pela metade porque frequência é o inverso do período. S0 tem frequência igual à metade 
da de entrada, S1 a metade da de S0 e assim sucessivamente, ou seja, cada flip-flop divide a 
frequência por 2. 
 
Contador assíncrono de década 
 
 O circuito do tópico anterior conta sequências de 16 pulsos e não é difícil concluir que esse 
número é resultado de 2n, onde n é o número de flip-flops (4 no caso). Entretanto, em muitos casos, 
é necessário que a contagem seja feita em sequências de 10 pulsos (ou décadas), a base usual de 
numeração. 
 
 Desde que 10 não é potência inteira de 2, pode ser usado o artifício indicado na Figura 01 
deste tópico: uma porta NAND com a saída conectada nas entradas CLEAR dos flip-flops. 
 
Fig 01 
 
 As entradas da porta recebem os valores S3, S2 (equivalente a Q do flip-flop 2), S1 
e S0 (equivalente a Q do flip-flop 0). 
 
 Assim, quando o valor nessas entradas for igual a 1010 (10 em binário), as entradas CLEAR 
serão nulas, zerando os flip-flops e reiniciando a contagem. O artifício pode ser ajustado para 
qualquer tamanho da sequência, desde que menor que 2n, onde n é o número de flip-flops. 
 
Contadores assíncronos decrescentes 
 
 Os circuitos vistos até aqui contam de forma crescente. Algumas aplicações exigem forma 
contrária, isto é, decrescente. Na contagem decrescente, as saídas são complementos dos valores da 
tabela 01 do tópicoContador assíncrono básico, ou seja, 1111, 1110, etc. 
 
 Assim, um meio de se obter contagem decrescente é simplesmente considerar, no circuito da 
Figura 01 do tópico Contador assíncrono básico, as saídas S0 a S3 como as saídas Q dos respectivos 
flip-flops, conservando as ligações entre Q e CK dos flip-flops adjacentes. 
 
Fig. 01 
 
 Outra forma é modificar o circuito para o da Figura 01 deste tópico: as entradas de clock 
recebem as saídas Q e não Q, permanecendo estas últimas como saídas. A análise gráfica pode ser 
feita de forma similar ao tópico 3 e, por isso, não é comentada. 
 
 Havendo necessidade de contagem crescente ou decrescente, pode ser usado um arranjo 
conforme circuito da Figura 02. 
 
 
 
Fig. 02 
 
 Os três blocos B atuam como chaves lógicas e o circuito se comporta como o da Figura 01 
do tópico Contador assíncrono básico (crescente) ou o da Figura 01 do tópico anterior 
(decrescente), dependendo do nível lógico da entrada de controle C.

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