Aula Contadores

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Contadores
Prof. Igor Ivanowsky Calmon Nogueira da Gama
Contadores
Contadores são circuitos digitais que variam os seus estados, sob um comando de um clock (relógio), de acordo com uma sequencia predeterminada. 
São utilizados principalmente para contagens diversas, divisão de frequência, e tempo, geração de formas de onda e conversão de analógico para digital.
Assíncronos 
	Os flip-flops não mudam de estado com o mesmo sincronismo ( pulso de clock ), o pulso de clock é ligado apenas no estágio menos significativo (LSB). Há um pequeno atraso entre as mudanças de um estado para outro ou de um flip-flop para outro, o atraso é propagado com o número de FF, assim temos uma frequência máxima de operação em função do número de FF cascateados para evitar os estados “falsos”.
Síncronos 
	Os flip-flops mudam de estado com o mesmo sincronismo ( pulso de clock ), o pulso de clock é ligado a todos os FF. Não temos propagação de atraso conforme o número de FF. E sua frequência de operação é maior que o seu equivalente assíncrono.
Contador Assíncrono
Condição para o funcionamento correto do contador assíncrono:
– f = frequência máxima do sinal de CLK;
– ta = tempo de atraso dos FFs JK
– n = número de FF JK utilizados no contador.
Contador Assíncrono UP com 4 bits – Sem Atraso de propagação
Obs.: Como J=K=I, temos que Qf = Q
Vamos supor, inicialmente, que todos os flip-flops estejam com as saídas iguais a zero. A cada descida do pulso de entrada do 1º flip-flop irá mudar de estado, sendo essa troca aplicada à entrada do 2º flip-flop e assim sucessivamente.
Vamos supor, inicialmente, que todos os flip-flops estejam com as saídas iguais a zero. A cada descida do pulso de entrada do 1º flip-flop irá mudar de estado, sendo essa troca aplicada à entrada do 2º flip-flop e assim sucessivamente.
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Se adotarmos QD como bit mais significativo, podemos perceber que o contador efetua a contagem dos pulsos de entrada. Notamos também que após o 16º pulso de clock, o contador irá reiniciar a contagem.
Analisando os gráficos, notamos que o período de QA é o dobro do período do clock e sua frequência será a metade, enquanto que QB será o quadruplo e a frequência ¼ e dessa forma evidencia-se que esse contador poderá ser utilizado como divisor de frequências nas potências de 2n.
Contador assíncrono crescente
Uso do CLR no FF para reiniciar a contagem;
• Projeto: desejo contar até X:
 1º) Determinar o menor número de FFs necessários (2n ≥ X) e montar o contador assíncrono crescente
 2º) Conectar a saída de uma porta NAND ao CLR de todos os FFs
 3º) Determinar quais os FFs que estão em nível alto na contagem (X+1) e conecte na porta NAND
Contador assíncrono crescente
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Contador Assíncrono de Década
Pulsos Ck
QD
QC
QB
QA
CLR
1º
0
0
0
0
1
2º
0
0
0
1
1
3º
0
0
1
0
1
4º
0
0
1
1
1
5º
0
1
0
0
1
6º
0
1
0
1
1
7º
0
1
1
0
1
8º
0
1
1
1
1
9º
1
0
0
0
1
10º
1
0
0
1
1
11º
1
0
1
0
0
Para Clear = 0 Estado 1010 Clear = QBQD
Para Clear = 0 Estado 1010 Clear = Q3Q1
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Contador Decrescente 
Crescente: inicia em zero e vai até o valor máximo,
dependendo do seu módulo
Decrescente: Inicia no valor máximo, que depende do seu módulo, e termina em zero.
Exemplos:
Contador crescente de módulo 10 → 0000 – 1001 (0 - 9)
Contador decrescente de módulo 10 → 1001 – 0000 (9 - 0)
Contador decrescente 
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Contador assíncrono Decrescente
Usa o Clear do FF para reiniciar a contagem;
• Projeto: desejo contar até X:
1º) Determinar o menor nº de FFs necessários (2n ≥ X) e monte o contador decrescente assíncrono*
2º) Conecte a saída de uma porta NAND ao CLR apenas dos FFs que devem ir para zero no início da contagem.
Isso dependerá do módulo do contador.
3º) Conecte todas as saídas do contador na entrada dessa porta NAND.
Contador assíncrono Decrescente
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Contagem
QD
QC
QB
QA
CLR
9
1
0
0
1
1
8
1
0
0
0
1
7
0
1
1
1
1
6
0
1
1
0
1
5
0
1
0
1
1
4
0
1
0
0
1
3
0
0
1
1
1
2
0
0
1
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
0
1
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1
1
1
1
0
Contador Decrescente de Década
O clear é gerado quando todos os FF estiverem em 1, mas apenas é ligado nos FFs que devem ser zerados para reinício da contagem, nesse caso QB e QC
Circuito do Contador Assíncrono Decrescente
Circuito do Contador Assíncrono Decrescente
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Formas de Onda do Circuito Contador Decrescente
Formas de Onda do Circuito Contador Decrescente
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Contador Assíncrono Crescente e Decrescente 
  Podemos construir um contador que executa a contagem crescente ou decrescente. Para isso, utilizamos uma variável de controle que quando assume 1, faz o circuito executar contagem crescente e quando assume zero, contagem decrescente 
Notamos que, no circuito, quando o controle X estiver em 1, as saídas QA, QB e QC estarão bloqueadas, fazendo com que entre as saídas A, B e C nas entradas clock dos flip-flops respectivamente. Isso fará com que o contador conte crescente.
Quando o controle X estiver em zero, a situação se inverterá e contará decrescente