Eletrônica Digital 2 - Contadores

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Contadores Assíncronos - Resumo 
1. Contador assíncrono com Flip-Flop JK: 
Contador binário de 3 bits ( Q2Q1Q0). Com J=K=1 o Flip-Flop chaveia a saída Q a cada borda de 
descida do pulso de clock. 
 
Tabela de contagem: 
 Q2 Q1 Q0 
0 0 0 0 Antes de aplicar os pulsos de clock 
1 0 0 1 Após o pulso #1 
2 0 1 0 Após o pulso #2 
3 0 1 1 Após o pulso #3 
4 1 0 0 Após o pulso #4 
5 1 0 1 Após o pulso #5 
6 1 1 0 Após o pulso #6 
7 1 1 1 Após o pulso #7 
8 0 0 0 Após o pulso #8 
9 0 0 1 Após o pulso #9 
 ... ... ... 
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Diagrama de transição de estados: 
Indica a sequência de contagem. 
Neste diagrama cada círculo representa um estado possível. As setas indicam a transição de 
um estado para outro no instante em que um pulso de clock é aplicado na entrada do Flip-Flop. 
Quando se olha um estado em particular pode-se ver o estado anterior e o próximo estado a 
partir da indicação das setas. 
 
 
2. Contador assíncrono com Flip-Flop tipo D: 
 
 
 
 
 
Contagem decrescente: Q2Q1Q0: 000, 111, 110, 101, 100, 011, 010, 001,000, 
A contagem crescente é obtida nas saídas invertidas. 
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3. Contador assíncrono de década (Contador decimal): 
Usa-se uma porta lógica NAND para resetar (zerar) a contagem. A saída da porta lógica gera 
um pulso negativo muito estreito que é aplicado na entrada Clear (CLR) de todos os flip- flops, 
fazendo a saída Q ir para o estado ‘0’. Este contador conta de 0 a 9. 
 
 
Formas de onda: 
 
Pode-se perceber o pulso estreito no final da contagem 1001 e início da contagem 1010. Isto 
faz a contagem ir de 1001 para 0000, sem parar em 1010. Com isso o contador começa a contar 
novamente a partir do início (0000). 
 
Contagem: 
Q3Q2Q1Q0: 0000, 0001, 0010, 0011, 0100, 0101, 0110, 0111, 1000, 1001, 0000, 0001, ... 
 
Diagrama de transição de estados: 
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Contadores Assíncronos UP/DOWN 
Também são denominados contadores crescentes/decrescentes ou 
progressivos/regressivos 
 
Contadores Assíncronos Crescentes 
A contagem é feita em ordem crescente (0, 1, 2, 3,...) 
A saída Q é conectada ao clock do próximo flip-flop. 
 
 
Diagrama de tempos 
 
 
Diagrama de transição de estados 
 
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Contadores Assíncronos Decrescentes 
A contagem é feita em ordem decrescente (3, 2, 1, 0. .. ) 
A saída ̅ é conectada ao clock do próximo flip-flop. 
 
Diagrama de tempos 
 
Diagrama de transição de estados 
 
 
Contadores Assíncronos UP/DOWN (crescentes/decrescentes ou 
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progressivos/regressivos 
Utilizando a saída Q ou ̅ do Flip-flop pode-se gerar um contador crescente ou um 
contador decrescente. Com portas lógicas pode-se fazer o controle de qual das duas saídas (Q ou 
̅) do flip-flop estará ligada a entrada CLK do próximo flip-flop. Uma entrada de controle seleciona 
se a contagem será crescente (UP=1) ou decrescente (DOWN=0). Esta entrada de controle define 
qual das duas saídas (Q ou ̅) será selecionada. 
 
Circuito lógico do Contador Assíncrono UP/DOWN: 
 
 
 
 
Q 
 
UP/DOWN Clock 
 
𝑄 ̅ 
 
Q 
 
UP/DOWN 
Clock 
 
𝑄 ̅ 
 
 
Em um contador assíncrono cada Flip-Flop é disparado pela saída de um Flip-Flop anterior. 
Essa característica tem como desvantagem o acumulo dos tempos de atraso de propagação. Isso pode 
ser visto na figura abaixo. Ao passar por um Flip-Flop o sinal de clock sofre um atraso de propagação 
tPD e esse efeito é somado até o ultimo Flip-Flop, gerando um atraso total de N tPD , onde N é o número 
de Flip-Flops. 
 
 
Para que um contador assíncrono funcione de modo confiável é necessário que o atraso total de 
propagação seja menor que o período de clock usado ( Tclock ≥ N * tPD), ou ainda, em termos de 
frequência máxima: 
 
 
 
Exemplo: Um contador ondulante de quatro bits é construído com um flip-flop JK 74LS112. Este 
circuito integrado tem tPLH = 16ns e tPHL= 24ns como tempos de atraso de propagação de CLK para 
a saída Q. A frequência deve ser calculada para o maior dos tempos de atraso ou 24ns. 
 
 
Caso o contador tivesse 6 bits: 
 
 
Portanto os contadores assíncronos ondulantes não são utilizados em frequências elevadas e 
 
 
com muitos bits, pois o atraso de propagação pode gerar erros e glitches que são pulsos espúrios 
gerados por estes contadores. 
 
Módulo de um contador 
É o numero de estados que um contador percorre em cada ciclo completo de contagem 
antes de voltar ao estado inicial. 
Exemplo: 
Um contador binário de 4 bits que conta de 0000 até 1111 tem 16 estados então o seu 
módulo é 16. 
Um contador de década que conta de 0 a 9 ou 0000 até 1001 tem 10 estados então o seu 
módulo é 10. 
Um contador que conta a seguinte sequência: 2, 4, 6, 8, 10, 2, 4, 6, 8, 10, ... tem 5 estados 
então o seu módulo é 5.