atividade 4 fmu

Prévia do material em texto

· Pergunta 1
0 em 1 pontos
	
	
	
	Na informática, adota-se o formato binário de representação numérica devido aos possíveis estados de um bit: 0 ou 1. Porém, dentro da representação binária, podemos encontrar vários formatos, dentre os quais destacamos as representações Gray, Johnson e o “2 entre 5”. Particularmente em relação ao código Gray, podemos mencionar que sua principal característica consiste na variação de apenas 1 bit de seus valores entre as linhas subsequentes. Para essa questão, implemente um contador Gray de 3 bits, utilizando um contador síncrono. Manipulando 3 bits (“A”, “B” e “C”), a contagem será: 000, 001, 011, 010, 110, 111, 101, 100.
Assinale a alternativa que contém os valores dos terminais “J” e “K” correspondentes ao bit menos significativo (bit “C” - bit mais à direita).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
J C = A XNOR B; K C = A XNOR B.
	Resposta Correta:
	 
JC = A XNOR B; KC = A XOR B.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente a sua resposta está incorreta. Para responder essa questão, lembre-se que os circuitos combinacionais relativos a cada terminal “J” e “K” de todos os flip-flops são extraídos a partir das transições entre as linhas da contagem Gray. Dessa forma, para produzirmos, por exemplo, o conjunto dos circuitos combinacionais da linha “ i”, temos que observar as transições entre a linha “ i” e a linha “ i+1”.
	
	
	
· Pergunta 2
0 em 1 pontos
	
	
	
	Contadores binários podem ser classificados em contadores binários assíncronos e contadores binários síncronos. Nos circuitos assíncronos, o sinal de clock não é uniforme a todos os flip-flops envolvidos, como em um contador síncrono. Isso faz com que não sejam possíveis contagens não lineares. Por sua vez, como o sinal de clock é único nos contadores síncronos, podemos implementar contagens não lineares. Para tanto, circuitos combinacionais para gerar os valores a serem atribuídos aos terminais “J” e “K” devem ser implementados.
Suponha que seja necessária a implementação de um contador cuja contagem consiste em: 0 → 5 → 2 → 4 → 6. Na ocorrência de alguma falha do circuito, levando o valor corrente para 1, 3 ou 7, deve-se fazer com que o valor volte a ser 0 no próximo pulso de clock. Atribuindo as identificações “A” (bit mais significativo), “B” e “C” (bit menos significativo), construa o contador binário síncrono que atenda à especificação da contagem apresentada.
Assinale a alternativa que contém as expressões combinacionais relativas aos terminais “J” e “K” do bit mais significativo (bit “A”):
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
J A = ~C; K A = B . C.
	Resposta Correta:
	 
JA = ~C; KA = B + C.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente a sua resposta está incorreta. Observe atentamente as transições relativas caso o contador assuma um valor não válido (1, 3 e 7). Essas transições também deverão ser contempladas na tabela, a fim de que se possa extrair corretamente as expressões booleanas relativas aos circuitos combinacionais, que serão responsáveis por atribuir valores aos terminais “J” e “K” do flip-flop correspondentes ao bit mais significativo.
	
	
	
· Pergunta 3
1 em 1 pontos
	
	
	
	Na eletrônica digital, os componentes básicos dos sistemas lógicos sequenciais são chamados de “ latches” e “ flip-flops”. Tais componentes são capazes de armazenar um bit de informação e podem integrar os circuitos registradores e contadores binários. Sabe-se que existem vários modelos de latches e flip-flops, dentre os quais podemos destacar “RS”, “D”, “JK” e “T”.
Para essa questão, vamos nos concentrar no tipo “JK” e analisar as seguintes combinações para os valores de “J” e de “K”:
(I) J = 0 ; K = 0.
(II) J = 1 ; K = 0.
(III) J = 1 ; K = 1.
(IV) J = 0 ; K = 1.
 
Qual é a sequência correta dos valores a serem obtidos na saída Q do flip-flop “JK”?
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
Q t ; 1; ~Q t ; 0.
	Resposta Correta:
	 
Qt; 1; ~Qt; 0.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta foi a correta! Realmente, o flip-flop “JK” se comporta de uma forma bem parecida com o flip-flop “RS”, em que o “ J” é equivalente ao terminal “ SET” e, o “ K” tem a funcionalidade do terminal “ RESET”.
	
	
	
· Pergunta 4
1 em 1 pontos
	
	
	
	Em diversas situações, surge a necessidade de utilizarmos circuitos contadores. Por exemplo, nas análises clínicas, temos os contadores, para que sejam levantadas quantidades de microrganismos; no controle de acesso a um show, temos que verificar quantas pessoas estão presentes; e no computador, quantos ticks de clock foram efetuados. Para tanto, existem os circuitos contadores binários assíncronos e os circuitos contadores síncronos.
Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s).
( ) Contadores síncronos são implementados somente com flip-flops tipo “T”.
( ) Contadores síncronos permitem uma contagem não linear. Porém, para se conseguir tal característica, deve-se criar lógicas combinacionais para cada entrada “J” e “K” dos flip-flops envolvidos.
( ) Dá-se o nome de contadores síncronos, pois todos os flip-flops recebem o mesmo sinal de clock, simultaneamente.
( ) Com os contadores síncronos, evita-se o problema de ruídos que poderiam ocorrer nos contadores assíncronos.
Agora, assinale a alternativa com a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F; V; V; V.
	Resposta Correta:
	 
F; V; V; V.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta foi a correta! Os contadores binários síncronos permitem contagens não lineares. Porém, para isso, tornam-se mais complexos em relação aos assíncronos, pois deve-se criar circuitos combinacionais para cada terminal “J” e “K” de todos os flip-flops envolvidos. Pelo fato de que o sinal de clock é único para todos os flip-flops (motivo do nome “síncrono”), o problema de ruído durante a contagem (que poderia ocorrer nos assíncronos) não existe.
	
	
	
· Pergunta 5
0 em 1 pontos
	
	
	
	Em diversas situações, surge a necessidade de se alternar entre as contagens crescentes e as decrescentes. Um exemplo é a implementação de um gerador de ondas do tipo triangular. Em outras situações, por questão de economia (de custos e de espaço utilizado), um único circuito integrado já integra as duas funcionalidades, mas, para tanto, deve existir um pino cuja função é permitir ao usuário/desenvolvedor optar pela contagem crescente ou pela decrescente. Assim, por exemplo, quando esse pino (UP/DOWN) estiver no nível lógico “0”, a contagem será crescente; caso contrário (valor lógico “1”), a contagem será realizada de forma decrescente.
Para essa questão, analise as afirmativas a seguir.
I. Para permitir a troca da funcionalidade do contador, pode ser inserido um MUX na entrada do clock dos flip-flops, selecionando a saída Q ou a saída ~Q do flip-flop anterior. O bit de seleção do MUX será o próprio pino “UP/DOWN”.
II. Para permitir uma contagem crescente ou decrescente, basta conectar as saídas Q e ~Q às entradas de uma porta “OR”. A saída da porta “OR” corresponderá a um bit da palavra de saída do contador.
III. Para permitir a troca da funcionalidade do contador, pode ser inserido um MUX para a obtenção da saída da contagem. Esse MUX receberá como entradas a saída Q ou a saída ~Q do flip-flop. O bit de seleção do MUX será o próprio pino “UP/DOWN”.
IV. Para permitir a troca da funcionalidade, basta conectar as saídas Q e ~Q às entradas de uma porta “AND”. A saída da porta “AND” corresponderá a um bit da palavra de saída do contador.
Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II e III.
	Resposta Correta:
	 
I e III.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente a sua resposta está incorreta. Reveja as tabelas da contagem crescente e da contagem decrescente. O que elas têm de diferente em relação às transições? E em relação aos valores de saída?
	
	
	
· Pergunta 6
1 em 1 pontos
	
	
	
	Contadores binários são circuitos capazes de oferecer, em sua saída, uma sequência numérica. Essa contagem pode ser linear (números subsequentes: crescentesou decrescentes) caso o contador a ser implementado seja assíncrono ou síncrono ou, ainda, pode ser não linear, caso seja implementado um contador síncrono. Uma das aplicações mais naturais dos contadores consiste na construção de relógios e cronômetros.
Suponha que você necessite implementar um cronômetro. Para tanto, esse cronômetro deve possuir dois botões: o de reiniciação (para zerar o valor da contagem) e o de “pausa / recomeço”. Este último, quando pressionado (quando a contagem estiver em curso), faz com que a contagem seja interrompida, e, ao ser pressionado novamente, faz com que a contagem seja retomada.
Analise as afirmativas a seguir.
I. O botão de reiniciação servirá para jogar um pulso de reset ao contador, e também a um flip-flop “JK”, cuja função é sinalizar o botão “pausa / recomeço”.
II. O botão de reiniciação servirá para introduzir o valor lógico “0” em várias portas “AND”, sendo que cada uma delas terá uma entrada conectada ao botão de reiniciação e outra conectada à saída “Q” do flip-flop correspondente. Assim, a saída do cronômetro estará valendo “0”.
III. O botão “pausa / recomeço” tem a função de jogar um pulso ao clock de um flip-flop “JK”. A saída desse flip-flop estará conectada à entrada de uma porta “AND”, cuja entrada estará ligada ao clock do circuito (que produzirá a frequência de contagem do cronômetro). A saída dessa porta “AND” será conectada à entrada do clock do contador.
IV. O botão “pausa / recomeço” tem a função de jogar o valor lógico “1” ao terminal “J” de um flip-flop “JK”. Nesse caso, o terminal “K” estará permanentemente conectado ao “terra” (GND) do circuito. A saída desse flip-flop estará conectada à entrada de uma porta “AND”, cuja entrada estará ligada ao clock do circuito (que produzirá a frequência de contagem do cronômetro). A saída dessa porta “AND” será conectada à entrada de clock do contador.
Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I e III.
	Resposta Correta:
	 
I e III.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta foi a correta! Realmente, o reset deve incidir tanto no contador, para que seja reiniciado, quanto no flip-flop JK, que atuará como seletor “pausa / recomeço”. Nesse caso, o valor lógico “0” indica a contagem normal. Cada pulso no flip-flop “pausa / recomeço” faz com que o seu valor seja invertido, atuando na entrada da porta “AND” para deixar passar ou bloquear o sinal do clock externo para que seja propagado à entrada do clock do contador.
	
	
	
· Pergunta 7
1 em 1 pontos
	
	
	
	Dentro dos circuitos lógicos sequenciais, podemos encontrar os contadores assíncronos. Contadores assíncronos são circuitos capazes de realizar uma contagem crescente ou decrescente em que a variação dos valores de contagem é realizada mediante o pulso de um sinal de clock . Sua implementação poderá ser realizada pela utilização de flip-flops tipo “JK” ou flip-flops tipo “T”. Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s).
( ) Contadores assíncronos permitem apenas contagens em que os elementos contados são subsequentes, ou seja, o novo valor representa o acréscimo ou decréscimo de uma unidade a cada pulso de clock .
( ) Contadores assíncronos podem apresentar valores errôneos transientes de contagem, que duram enquanto as transições dos sinais de clock estiverem sendo realizadas.
( ) Contadores assíncronos possuem a implementação mais complexa em relação aos contadores síncronos.
( ) Para realizar a contagem decrescente, basta usar a lógica positiva para o sinal do clock .
Agora, assinale a alternativa com a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
V; V; F; V.
	Resposta Correta:
	 
V; V; F; V.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta está correta. Os contadores assíncronos de fato são mais fáceis de implementar, pois nenhuma lógica adicional deverá ser inserida para permitir a contagem. Porém, essa baixa complexidade faz com que haja a possibilidade de ruídos durante as transições do sinal de clock entre cada flip-flop. Isso ocorre porque cada flip-flop é operado por uma frequência distinta de clock.
	
	
	
· Pergunta 8
1 em 1 pontos
	
	
	
	Contadores assíncronos podem estar presentes em várias aplicações práticas. Imagine que há a necessidade de se implementar um circuito para informar ao usuário a quantidade de batidas de seu coração por minuto. Esse circuito deve atualizar o display somente após o final de cada minuto, ou seja, ao final de cada minuto, a contagem deverá ser reiniciada para que, após o próximo minuto, o valor do display possa ser atualizado com a nova marcação.
Para a implementação do circuito, suponha que você possui os seguintes componentes:
I. Transdutor pressão-elétrico: esse componente transforma uma variação de pressão em um sinal elétrico. No nosso caso, será acoplado junto ao corpo do usuário para que, a cada batimento do coração, ele forneça um pulso (sinal já condicionado), ou seja, os níveis de tensão e de corrente já se encontram calibrados para a pronta utilização no circuito a ser implementado.
II. Oscilador com pulso a cada minuto: esse circuito emitirá um pulso a cada minuto.
III. Registrador: esse componente é capaz de armazenar uma palavra de N bits. Suponha que a quantidade N de bits seja suficiente para a sua aplicação.
IV. Contador assíncrono de N bits. Suponha que a quantidade N de bits seja suficiente para a sua aplicação. Esse contador apresenta um pino de “ reset”, quando referenciado com “1”, o valor da contagem é reiniciado com “0”.
V. Decodificadores e display de 7 segmentos. A quantidade de decodificadores e displays disponíveis são suficientes para exibir um número de três dígitos.
VI. Portas lógicas diversas.
Agora, faça a relação entre os componentes de modo que as interconexões permitam a implementação do circuito de monitoramento de batimentos cardíacos.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
I → clock de IV; II → clock de III; II → reset de IV; III → V; IV → III. As portas lógicas servem para sincronizar o momento da carga do registrador com o reset do contador.
	Resposta Correta:
	 
I → clock de IV; II → clock de III; II → reset de IV; III → V; IV → III. As portas lógicas servem para sincronizar o momento da carga do registrador com o reset do contador.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta foi a correta! Você associou corretamente os componentes. Notou que o transdutor produz os pulsos que farão com que o valor do contador seja incrementado. Esse valor do contador somente será passado ao registrador após um minuto (pulso derivado do oscilador 1 pulso por minuto). Na ocorrência desse pulso, deverá haver, além da carga do valor da contagem no registrador, o reset do contador para que a contagem dos batimentos cardíacos seja reiniciada. Deve-se garantir que haverá, antes, a carga do valor no registrador para que, depois, seja realizado o reset. Os decodificadores e displays de 7 segmentos terão a função de exibir o valor presente no registrador.
	
	
	
· Pergunta 9
1 em 1 pontos
	
	
	
	Contadores binários assíncronos são componentes capazes de realizar uma contagem linear crescente ou decrescente, sendo que os valores pertencentes à contagem são subsequentes ao valor atual. Várias aplicações podem ser implementadas levando-se em conta a utilização dos contadores assíncronos, dentre as quais podemos citar os divisores de frequência. Divisores de frequência são circuitos capazes de gerar um pulso que representa o sinal de clock dividido por um fator pré-determinado.
A partir dessa lógica, analise as afirmativas a seguir.
I. O valor da divisão é consequência do tamanho da palavra manipulada pelo contador, ou seja, é consequência da quantidade de flip-flops utilizados no contador.
II. O valor da divisão de frequência é condicionado ao limite da contagem. O pulso de “reset” da contagem representa o próprio valor da divisão do contador.
III. O pulso de reset da contagem é obtido por intermédio do produto canônico do valor limite, acrescentadode uma unidade.
IV. O pulso de “reset” da contagem é obtido por intermédio do produto canônico do valor limite.
Agora, assinale a alternativa que traz apenas a(s) afirmativa(s) correta(s).
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
II e III.
	Resposta Correta:
	 
II e III.
	Feedback da resposta:
	Parabéns! Sua resposta foi a correta! Realmente, para implementar um divisor de frequência usando contadores binários assíncronos, basta reiniciar contagem após N pulsos de clock — sendo N o valor requerido da divisão da frequência. A reiniciação pode ser conseguida pela ativação do pino de “reset” dos flip-flops, utilizando-se para tal a saída de uma porta lógica que implemente o produto canônico do valor (N+1).
	
	
	
· Pergunta 10
0 em 1 pontos
	
	
	
	Circuitos contadores binários assíncronos podem ser utilizados para gerar formas de onda. Para tanto, conecta-se os seus terminais de saída a um componente denominado “conversor digital-analógico” (DAC - Digital-analogic Converter). Um DAC é capaz de receber, em suas entradas, uma palavra digital e convertê-la para um sinal analógico. Assim, sua saída terá uma variação de voltagem correspondente ao valor binário digital inserido em sua entrada. 
Na figura a seguir temos, em (a) uma onda “dente de serra” obtida a partir de um contador assíncrono crescente. Em (b), a onda “dente de serra” é gerada utilizando-se um contador assíncrono decrescente. Em (c), temos a figura de uma onda “triangular”.
 
Fonte: elaborada pelo autor, 2019.
 
Analise as afirmativas a seguir e assinale com “V” as verdadeiras e com “F” a(s) falsa(s).
( ) Um gerador de onda triangular pode ser obtido com um contador do tipo crescente/decrescente, cuja funcionalidade varia automaticamente.
( ) Não é possível implementar um gerador de onda triangular utilizando-se contadores binários assíncronos. Devem ser usados apenas contadores binários síncronos.
( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido quando a contagem chegar ao seu valor limite (por exemplo, em um contador de 3 bits, valor 7 na contagem crescente e valor 0 na decrescente).
( ) A funcionalidade crescente/decrescente pode ser trocada automaticamente por meio da utilização de um flip-flop do tipo “JK”, com os seus terminais “J” e “K” conectados aos nível lógico “1”. O clock do flip-flop “JK” é obtido utilizando-se um outro contador que gera um pulso toda vez que o seu bit mais significativo realizar a transição de “1” para “0”, ou seja, quando a contagem for reiniciada.
Assinale a alternativa que traz a sequência correta.
	
	
	
	
		Resposta Selecionada:
	 
F; F; V; V.
	Resposta Correta:
	 
V; F; V; V.
	Feedback da resposta:
	Infelizmente a sua resposta está incorreta. Para responder a essa questão, analise como pode ser formada a onda triangular. Seria a fusão das ondas inseridas nos itens (a) e (b) da figura? O circuito também seria uma fusão de contador crescente com um decrescente? Como alternar uma contagem crescente para decrescente?