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LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS Aula Prática - Registradores 1. Objetivos • Realizar a análise de sistemas digitais que possuem como elemento central registradores. 2. Conceito Um registrador é um conjunto de flip-flops usados para armazenar informação binária. Carregar um registrador significa setar ou resetar seus flip-flops individuais de tal modo que seus estados correspondam aos bits de dados a serem armazenados. Os registradores são classificados como: (a) Entrada serial / saída serial. (b) Entrada serial / saída paralela. (c) Entrada paralela / saída serial. (d) Entrada paralela / saída paralela. 2.1 Registrador – Entrada serial / Saída serial Na figura abaixo é apresentado o diagrama lógico e a tabela de operação de um registrador de 4 bits implementado com flip-flops tipo D. controle relogio entrada serial Q1 Q2 Q3 Q4 = saida serial 1 D DFF CLRN Q PRN 2 D DFF CLRN Q PRN 4 D DFF CLRN Q PRN 3 D DFF CLRN Q PRN 5 VCC (a) Diagrama lógico. após pulso de relógio entrada serial Q1 Q2 Q3 Q4 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 2 0 0 1 0 0 3 1 0 0 1 0 4 1 0 0 1 (b) Tabela de operação. Tal registrador também é denominado de registrados de deslocamento (shift register). O tempo necessário para carregar um registrador de deslocamento é função do sinal de relógio aplicado ao mesmo e do número de estágios (flip-flops internos) existentes no registrador. A equação (1) representa o referido tempo: RELOGIOTnT ∗= (1) 1 onde: n = número de estágios do registrador. TRELOGIO = período do sinal de relógio aplicado ao registrador. 2.2. Registrador – Entrada Serial /`Saída paralela Tal registrador é construído somente fornecendo-se um acesso as conexões Q (saídas) dos flip-flops interno que compõem o mesmo. O registrados é carregado de modo idêntico ao apresentado anteriormente, e quando o mesmo é finalizado as saídas do registrador estão disponíveis em forma paralela. O diagrama deste registrador é apresentado na figura abaixo. Q1 Q2 Q3 controle Q4 relogio entrada serial saidas 1 D DFF CLRN Q PRN 2 D DFF CLRN Q PRN 4 D DFF CLRN Q PRN 3 D DFF CLRN Q PRN 5 VCC (a) Diagrama lógico. 2.3 Registrador – Entrada paralela / Saída serial Existem várias técnicas utilizadas para carregar dados na forma paralela em um registrador de deslocamento e depois desloca-lo de forma serial. A figura abaixo apresenta um registrador de 4 bits e um diagrama de tempo que representa a operação do mesmo. (a) Diagrama lógico. (b) Forma de ondas. 2.4 Registrador – Entrada paralela / Saída paralela Neste tipo de registrador deve-se ter acesso as entradas preset e clear de todos os flip- flops que compõem o mesmo bem como a saída de todos os flip-flops internos. A figura abaixo apresenta o diagrama lógico deste registrador. LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS 2 (a) Diagrama lógico. 2.5 Registrador Universal Um registrador universal é caracterizado por ser um registrador bidirecional, isto é, um registrador que pode deslocar o bits de dados para direita ou esquerda, e por poder ser carregador da forma serial ou paralela. As saídas deste tipo de registrador também pode ser do tipo serial ou paralela. 3 - Atividade Prática 3.1 Material 01 CI 7495 01 CI 7400 04 resistores de 560 (Ω) 04 LEDS 06 Resistores de 10 K (Ω) 01 Multiteste, 01 Protoboard, 01 osciloscópio, 01 fonte CC 02 Chaves dip-switch 02 Chaves 2 pólos tipo alavanca 3.2 Procedimentos 3.2.1 Monte o circuito: LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS 3 PARTE 1: REGISTRADOR UNIVERSAL 7495 A) Teste o circuito registrador 7495. 3.2.2 Datasheet LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS 4 3.2.2 Considerando S inicialmente em 1, DaDbDcDd=0101 e DS=1, qual a informação nas saídas paralelas do registrador após: i) um pulso completo em CP2; Qa=____________ Qb=____________ Qc=____________ Qd=____________ ii) dois pulsos em CP1 sendo que primeiramente a entrada S é colocada em 0. Qa=____________ Qb=____________ Qc=____________ Qd=____________ LABORATÓRIO DE SISTEMAS DIGITAIS 5
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