Contadores na Eletrônica Digital

Prévia do material em texto

ISUTE 
 
 
 
CONTADORES 
 
 
Duelo Adelino Nhabomba 
Júlio Hugo Santos 
Manuel António Cardoso 
Rindzi Francisco Marizane 
 
 
Trabalho apresentado na cadeira de Eletrónica Digital no curso de Eng. Eléctrica como 
requisito de avaliação 
 
 
Docente: Ezosténio M. A. de J. Maria 
 
 
Tete 
2021 
 
1. Introdução 
No presente trabalho abordaremos o tema Contadores que no campo da eletrónica digital são 
considerados Circuitos capazes de contar os pulsos que recebem. 
Nele abordaremos os seguintes tópicos: 
 Conceito de Contadores 
 Aplicações 
 Tipos de contadores 
 Comparação entre Contadores Assíncronos e Síncronos 
 
1. Conceito 
Contadores no campo da eletrónica digital são considerados Circuitos capazes de contar os 
pulsos que recebem. 
1.1. Aplicações: 
 Contagens diversas; 
 Divisão de frequência; 
 Medição de frequência e tempo; 
 Geração de forma de onda; 
 Conversão de Analógico para Digital. 
2. Tipos de Contadores: 
Os contadores são classificados basicamente em dois tipos: Assíncronos e Síncronos 
2.1. Contadores Assíncronos 
O contador assíncrono é um circuito digital que varia o estado de acordo com o sinal 
de entrada. É utilizado para criar sequências, geradores de frequência e conversão de 
analógico para digital. 
Nos contadores assíncronos, o sinal de clock é aplicado apenas ao primeiro estágio, 
ficando os demais sincronizados pelos estágios anteriores. 
 
 
2.1.1. Contador assíncrono de década 
O contador de década precisa contar de 0 até 9. No código BCD 8421 é necessário 
ir de 0000 até 1111. Para ele contar de 0 até 9 precisamos jogar um clear quando o 
número for 10. 
2.1.2. Contador assíncrono Crescente 
O contador assíncrono crescente, ou progressivo, conta uma sequência de números 
crescentes. 
Nestes contadores, a saída de um flip-flop é ligada a entrada de clock do flip-flop 
seguinte, ou seja, somente um flip-flop é controlado por pulsos de clock externos. 
O número “n” de estados internos irá caracterizar o módulo do contador. Assim, 
por exemplo, um contador que possui oito estados internos é dito de módulo 8. Se 
este contador for do tipo crescente, a sua base binária de contagem é de 000 a 111. 
2.1.3. Contador assíncrono Decrescente 
O circuito que efetua a contagem decrescente se diferencia da contagem crescente 
apenas pela forma de obtenção dos clocks dos flip-flops: a partir das saídas 
complementares. Um outro circuito com mesmo resultado pode ser obtido quando 
as saídas do contador são extraídas das saídas complementares dos flip-flops. 
3. Contadores Síncronos: 
Contador síncrono é um circuito digital formado por flip-flops em paralelos, tal que 
todas as entradas clocks estejam conectados na mesma fonte de clock. Graças a isso, a 
análise e o projeto de um contador síncrono é bem diferente da análise de um contador 
assíncrono; enquanto um exercício de um contador assíncrono geralmente incluí a 
análise de uma forma de onda para verificar quando e como cada flip-flop reage aos 
clocks, além do estudo de estado temporários e pulso espúrios, um exercício de um 
contador síncrono consiste emmontar um contador, seguindo uma tabela verdade e 
projetando as entradas dos flip-flops. 
 Os Flip-Flops mudam de estado com o mesmo sincronismo; 
 O mesmo CLK é ligado em todos os FFs; 
 Há um atraso entre as mudanças de estado de cada FF; 
 O atraso não é propagado de acordo com o número de FFs. 
 
 
Um contador síncrono deve ativar o modo “toggle” de um flip-flop somente quando todos os 
flip-flops de ordem menor estiverem em nível lógico alto. 
 Atraso de propagação: 
 
4. Contadores síncronos programáveis 
Da mesma forma que no caso dos contadores assíncronos, também é necessário, em 
determinadas aplicações, fazer a contagem até valores que não sejam potências de 2. 
A divisão ou contagem por outros valores pode ser feita com a ajuda de portas que são 
ligadas de modo a "sentir" quando um determinado valor é alcançado e então ressetando 
todos os flip-flops. 
A técnica é exatamente a mesma que vimos para o caso dos contadores assíncronos, 
utilizando portas e outras funções lógicas mais simples. 
Também é importante saber que existem circuitos integrados, tanto das famílias TTL e 
subfamílias como CMOS que já contém recursos para a contagem até valores que não 
sejam potências de 2 ou então que possam ser utilizados nessa função com poucas 
portas externas. 
5. Contadores de módulo 
 
 
O contador básico pode ser modificado para gerar um módulo menor que 2N, fazendo com que 
o contador pule estados que normalmente são parte da sequência de contagem. 
Uma sequência de contagem truncada pode ser produzida de maneiras diferentes, por exemplo, 
com a introdução de uma porta NAND. 
Diagrama de transição de estados do contador de módulo 6. 
 
6. Decodificando um contador 
Contadores digitais são geralmente usados em aplicações nas quais a contagem 
representada pelo estado dos FFs tem de ser, de algum modo, determinada ou 
visualizada. 
Uma das maneiras mais simples de visualizar o conteúdo de um contador é conectar a 
saída de cada FF a um LED conforme a figura abaixo: 
 
Desse modo, os estados dos FFs são visivelmente representados pelos LEDs (aceso = 
1, apagado = 0) e a contagem pode ser mentalmente determinada pela decodificação 
dos estados binários dos LEDs. 
 
7. Contadores Assíncronos vs. Síncronos 
No contador assíncrono, as mudanças de estado não ocorrem todas na transição de 
relógio! 
Exemplo: na transição de 7 para 8, o contador passa sucessivamente por vários estados 
intermédios. 
 
Quanto mais FFs existirem, mais o bit de maior peso demora a transitar, que torna os contadores 
por pulsação de grande dimensão muito lentos (o que limita, neste caso, o período de relógio). 
As realizações assíncronas são, portanto e genericamente, de evitar. 
 
8. Conclusão 
Com o presente trabalho verificamos que um contador é provavelmente um dos mais 
uteis e versáteis subsistemas num sistema digital. Graças as diversas versões 
disponíveis podem ser utilizados, por exemplo, para contagens diversas, divisão de 
frequência, medição de intervalo de tempo e frequência, geração de formas de onda, e, 
até mesmo, para converter informações analógicas em digitais. 
9. Referências Bibliográficas 
Taub, Herbert; Circuitos Digitais e MICROPROCESSADORES – Ed. McGraw-Hill 
Capuano, Francisco Gabriel; Elementos de Eletrônica Digital - Ed Érica 
https://slideplayer.com.br/slide/335407/ 
http://iris.sel.eesc.usp.br/sel414m/Aula%2015%20%20Contadores%20Sincronos.pdf 
https://www.newtoncbraga.com.br/index.php/eletronica-digital/16343-curso-de-
eletronica-eletronica-digital-os-contadores-digitais-cur5009.html 
https://www.passeidireto.com/arquivo/52650449/modulo-05-contadores-pdf