Sistemas Digitais II Contador Assíncrono

Prévia do material em texto

Sistemas Digitais II
Aula: CONTADOR ASSÍNCRONO
1
• É O MESMO CIRCUITO ESTUDADO COMO DIVISOR DE FREQUÊNCIA
• É IMPLEMENTADO COM BIESTÁVEL TIPO T, COM A ENTRADA FIXA EM NL1
• RECEBE O NOME DE ASSÍNCRONO PORQUE OS BIESTÁVEIS NÃO SÃO SINCRONIZADOS,
ISTO É, NÃO RECEBEM CK AO MESMO TEMPO.
• A CONTAGEM É LIDA NAS SAÍDAS DOS BIESTÁVEIS
CONTADOR ASSÍNCRONO
2
CONTADOR ASSÍNCRONO
3
• EXEMPLO: CONTADOR ASSÍNCRONO CRESCENTE MÓDULO 4
Módulo 4 → Faixa de contagem 0 a 3
Dois biestáveis 22 = 4 (módulo)
Q1: MSB, Q0: LSB
Diagrama de estados:
• EXEMPLO: CONTADOR ASSÍNCRONO CRESCENTE MÓDULO 8
CONTADOR ASSÍNCRONO
4
Módulo 8 → Faixa de contagem 0 a 7
Dois biestáveis 23 = 8 (módulo)
Q2: MSB, Q0: LSB
• EXEMPLO: CONTADOR ASSÍNCRONO CRESCENTE MÓDULO 16
CONTADOR ASSÍNCRONO
5
a) Qual é a faixa de contagem?
b) Qual é o bit mais significativo?
c) Em qual pulso de clock o contador
atinge a contagem 6?
d) Existe algum erro no circuito?
Considerando os gráficos corretos.
e) Qual borda de clock comanda este 
contador? Justifique.
f) Como obter um contador decrescente?
a) Quantos biestáveis são necessários para implementar um contador módulo 256?
b) Por que este contador é chamado de assíncrono?
c) Qual é a faixa de contagem de um contador com 10 biestáveis?
d) Onde devem ser ligadas as entradas dos biestáveis?
CONTADOR ASSÍNCRONO
6
a) Qual é a faixa de contagem deste contador?
b) É crescente ou decrescente?
c) Clock sensível à subida ou descida?
CONTADOR ASSÍNCRONO
7
MÓDULOS DOS CONTADORES ASSÍNCRONOS
CONTADOR ASSÍNCRONO
8
Nº BIESTÁVEIS MÓDULO FAIXA
1 2 0 a 1
2 4 0 a 3
3 8 0 a 7
4 16 0 a 15
5 32 0 a 31
n 2n 0 a 2n-1
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 5
(5)10 = (101)2⟹ 3 bits ⟹ módulo 8
módulo 5 ⟹ contagem de 0 a 4 ⟹ detetor de 5 ⟹ zera o contador
CONTADOR ASSÍNCRONO
9
⟹
CONTADOR ASSÍNCRONO
10
⟹
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 5
(5)10 = (101)2⟹ 3 bits ⟹ módulo 8
módulo 5 ⟹ contagem de 0 a 4 ⟹ detetor de 5 ⟹ zera o contador
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 10 (década contadora)
(10)10 = (1010)2⟹ 4 bits ⟹ módulo 16
módulo 10 ⟹ contagem de 0 a 9 ⟹ detetor de 10 ⟹ zera o contador
CONTADOR ASSÍNCRONO
11
⟹
Implementar um contador módulo 10
CONTADOR ASSÍNCRONO
12
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 12
EXERCÍCIO 1
13
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 12
(12)10 = (1100)2⟹ 4 bits ⟹ módulo 16
módulo 12 ⟹ contagem de 0 a 11 ⟹ detetor de 12 ⟹ zera o contador
EXERCÍCIO 1
14
⟹
Implementar um contador assíncrono crescente módulo 12
(12)10 = (1100)2⟹ 4 bits ⟹ módulo 16
módulo 12 ⟹ contagem de 0 a 11 ⟹ detetor de 12 ⟹ zera o contador
EXERCÍCIO 1
15
Para um contador assíncrono crescente módulo 20, como é a ligação do detetor com 
porta OR?
EXERCÍCIO 2
16
Para um contador assíncrono crescente módulo 20, como é a ligação do detetor com 
porta OR?
(20)10 = (10100)2⟹ 5 bits ⟹ módulo 32
módulo 20 ⟹ contagem de 0 a 19 ⟹ detetor de 20 ⟹ zera o contador
EXERCÍCIO 2
17
18
LIMITAÇÃO DO CONTADOR ASSÍNCRONO
EXEMPLO:
• Considere a seguinte transição do circuito, da contagem 1111 ele vai para 0000 (15 
para 0)
• Teoricamente:
19
LIMITAÇÃO DO CONTADOR ASSÍNCRONO
EXEMPLO:
• Considere a seguinte transição do circuito, da contagem 1111 ele vai para 0000 (15 
para 0)
• Na prática:
20
LIMITAÇÃO DO CONTADOR ASSÍNCRONO
As contagens incorretas momentâneas se devem ao atraso de resposta dos biestáveis e
além disso o clock deve aguardar estas transições até a contagem final ser atingida.
Caso contrário o primeiro biestável muda novamente antes do último.
Devido ao atraso de cada biestável temos uma limitação quanto a frequência do clock:
TCKmin > n . ∆t , onde TCKmin é o período mínimo do clock, n o número de biestáveis e ∆t é
o atraso de cada biestável, ou FCKmax < 1/(n . ∆t) (Figura 7.6 do livro de Circuitos Digitais).