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Blocos lógicos elementares
- Tabelas para consulta
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↑Topo • Fim↓
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| Nome |
E (AND) |
OU (OR) |
NÃO (NOT) |
OU exclusivo (XOR) |
NÃO E (NAND) |
NÃO OU (NOR) |
Flip-Flop JK |
Flip-Flop D |
Flip-Flop T |
| Símbolo |
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| Notação |
S = A . B |
S = A + B |
S = A |
S = A 
B |
S = (A
. B) |
S = (A
+ B) |
- |
- |
- |
Tabela de
verdade |
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
1 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
1 |
|
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
0 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
1 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
0 |
|
| A |
B |
S |
| 0 |
0 |
1 |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
0 |
| 1 |
1 |
0 |
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| J |
K |
Q |
| 0 |
0 |
Qa |
| 0 |
1 |
0 |
| 1 |
0 |
1 |
| 1 |
1 |
Qa |
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| Alguns
blocos lógicos citados são formados por combinações de
blocos elementares, mas são assim considerados pela importância de
suas funções. O bloco NÃO, se junto de outros, pode ser indicado apenas
por um pequeno círculo. Alguns símbolos podem diferir um pouco
dos apresentados na página devido a diferenças de softwares
gráficos. A operação de flip-flops depende também das entradas
CK, PR e CL. Ver páginas correspondentes. |
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Conforme visto na página anterior, nos contadores
assíncronos os flip-flops são ligados em cascata e trabalham em
diferentes freqüências. Na realidade, cada um opera na metade da
freqüência do anterior. Os circuitos são simples e, em
princípio, pode parecer que atendem todas as necessidades.
Entretanto, os circuitos práticos apresentam pequenas diferenças e
variações de tempos de resposta e, portanto, erros podem ocorrer com
freqüências mais altas.
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Fig 01
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Nos contadores síncronos este problema é minimizado porque todos
os flip-fops recebem, nas entradas de clock, o mesmo sinal, isto é,
os pulsos a contar.
O esboço de um contador síncrono de 4 dígitos binários é dado
na Figura 01: cada flip-flop recebe a mesma entrada E e as saídas
Q são os dígitos resultantes da contagem, de forma similar ao
assíncrono. A tarefa agora é achar ligações e blocos lógicos
entre os flip-flops de forma que a contagem seja efetivada com a
entrada de clock comum.
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A Tabela 01 é a tabela de verdade do flip-flop JK,
conforme matéria na página Eletrônica
Digital II. Qa é o valor anterior da saída Q, antes da
aplicação dos valores das entradas J e K. A mesma coisa vale para
o flip-flop tipo mestre-escravo, lembrando que neste as mudanças
somente ocorrem na variação (descida) de 1 para 0 dos pulsos
aplicados na entrada de clock.
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| Caso |
J |
K |
Q |
| I |
0 |
0 |
Qa |
| II |
0 |
1 |
0 |
| III |
1 |
0 |
1 |
| IV |
1 |
1 |
Qa |
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Tab 01
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A partir da tabela de verdade, podemos elaborar uma tabela de
transição, conforme Tabela 02 abaixo.
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São listados os valores
anterior e atual possíveis para a saída e os correspondentes valores que as entradas devem ter para ocorrer
cada transição de Qa para Q.
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| Casos |
Qa |
Q |
J |
K |
| I e II |
0 |
0 |
0 |
Ø |
| III e IV |
0 |
1 |
1 |
Ø |
| II e IV |
1 |
0 |
Ø |
1 |
| I e III |
1 |
1 |
Ø |
0 |
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Tab 02
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Observe a primeira linha de valores da Tab 02: a transição de Qa=0
para Q=0 só pode ocorrer nos casos I e II da Tab 01 (nos demais
casos, ou Q é 1 ou o inverso de Qa, o que é contra a hipótese
assumida de Qa=0 e Q=0).
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Assim, nos casos I e II de Tab 01, a
entrada J é sempre 0 e a entrada K, 0 ou 1, isto é, indiferente
(simbolizado por Ø conforme já visto em páginas anteriores).
Raciocínio similar é usado para os demais casos, resultando na
tabela de transição Tab 02.
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Tabela
para um contador de década
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↑Topo • Fim↓
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Consideramos agora que, para circuito esboço da Figura 01 do tópico Contadores
síncronos, desejamos
um meio de fazê-lo contar repetidamente seqüências de 10 pulsos.
Assim, as saídas S3 a S0 devem assumir valores binários de 0000 a
1001, incrementados 1 a 1 conforme Tabela 01.
É evidente que, conforme circuito, cada saída S é a mesma saída Q
do respectivo flip-flop.
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| Pulso |
S3 |
S2 |
S1 |
S0 |
J3 |
K3 |
J2 |
K2 |
J1 |
K1 |
J0 |
K0 |
| 1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
1 |
Ø |
| 2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
1 |
Ø |
Ø |
1 |
| 3 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
Ø |
0 |
1 |
Ø |
| 4 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
Ø |
1 |
Ø |
Ø |
1 |
Ø |
1 |
| 5 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Ø |
Ø |
0 |
0 |
Ø |
1 |
Ø |
| 6 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
Ø |
Ø |
0 |
1 |
Ø |
Ø |
1 |
| 7 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
Ø |
Ø |
0 |
Ø |
0 |
1 |
Ø |
| 8 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
Ø |
Ø |
1 |
Ø |
1 |
Ø |
1 |
| 9 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Ø |
0 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
1 |
Ø |
| 10 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Ø |
1 |
0 |
Ø |
0 |
Ø |
Ø |
1 |
| |
0 |
0 |
0 |
0 |
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Tab 01
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Consideramos que a primeira linha (pulso 1) corresponde à
transição deste para o pulso 2. Assim, S3 (ou Q3) vai de 0 para 0
e, conforme Tabela 02 do tópico Tabelas do
flip-flop, J3 e K3 serão respectivamente 0 e Ø. S2 e
S1 também vão de 0 para 0 e, assim, os dados de J2/K2 e J1/K1
também serão 0 e Ø. S0 muda de 0 para 1. Portanto, conforme Tabela
02 do tópico Tabelas do flip-flop, J0 e K0 serão 1 e Ø respectivamente.
A tabela é completada com o uso procedimento similar,
lembrando que, no pulso 10, a transição é para valores de S3 S2
S1 S0 iguais a 0000, ou seja, o reinício da contagem.
Podemos concluir que o circuito da Figura 01 do tópico Contadores
síncronos funcionará como um
contador de década síncrono se cada entrada J e K de flip-flop
receber a saída de um circuito combinatório de entradas S3 a S0 e
tabela de verdade conforme Tabela 01 deste tópico. Desde que são oito o total de
entradas J e K, serão necessários oito circuitos combinatórios,
que podem ser traçados com o uso dos diagrama de Veitch-Karnaugh,
já vistos na página Eletrônica
Digital IA e Eletrônica
Digital IB.
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Diagramas para o contador
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↑Topo • Fim↓
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A Figura 01 dá os diagramas para as quatro
primeiras entradas de flip-flops da tabela do tópico anterior.
Lembrar que o termo "entrada" se refere aos flip-flops. Na
realidade, também serão saídas de circuitos combinatórios com
entradas S3 S2 S1 S0 conforme já mencionado.
Desde que o circuito não opera com valores de S3 S2 S1 S0 acima de
1001, os valores de saída nos diagramas devem ser considerados
indiferentes (Ø) para maximizar a simplificação.
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Fig 01
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Portanto: J3 = S2 S1 S0, K3 =
S0, J2 = S1 S0 e K2 = S1
S0. E a Figura 02 dá o diagrama para as entradas restantes.
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Fig 02
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O resultado é: J1 = S3
S0, K1
= S0, J0 = 1, K0 =
1.
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Circuito para o contador síncrono de década
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↑Topo • Fim↓
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Com o uso de dois blocos E de duas entradas e um de
três entradas, é possível aplicar os valores nas entradas dos
flip-flops de acordo com os resultados do tópico anterior. E o
circuito básico do contador é dado na Figura 01 abaixo.
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Fig 01
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Procedimento similar pode ser usado para contadores de outras
seqüências e contadores que operam de forma crescente ou
decrescente. Neste último caso, basta acrescentar na tabela uma
variável de controle que seja, por exemplo, 0 para a parte
crescente e 1 para a decrescente. Com 4 flip-flops, a
simplificação é mais trabalhosa, pois, neste caso, os diagramas
de Veitch-Karnaugh serão de 5 variáveis.
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Exemplo de
circuito integrado
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↑Topo • Fim↓
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A Figura 01 abaixo dá a identificação dos pinos do circuito
integrado 74F162A da Fairchild Semiconductor.
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Fig 01
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É um contador de década síncrono, que pode operar com
freqüências de até 120 MHz. Tensão típica de alimentação
(Vcc) na faixa de 4,5 a 5,5 V.
É evidente que dispõe de características e recursos não
encontrados no circuito básico do tópico anterior.
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Q3 Q2 Q1 Q0 são as saídas, equivalentes a S3 S2 S1 S0 do circuito
da Fig 01 do tópico anterior. TC (terminal count) indica o fim da contagem e é usado
para implementar contadores em vários estágios (exemplo: unidades,
dezenas, centenas).
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| SR |
PE |
CET |
CEP |
Modo |
| 0 |
Ø |
Ø |
Ø |
Limpar (reset) |
| 1 |
0 |
Ø |
Ø |
Carrega Pn → Qn |
| 1 |
1 |
1 |
1 |
Contar |
| 1 |
1 |
0 |
Ø |
Parar |
| 1 |
1 |
Ø |
0 |
Parar |
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Tab 01
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CP é a entrada dos pulsos a contar (clock).
P3 P2 P1 P0 são entradas paralelas cujos valores podem ser
transferidos para as saídas Q3 Q2 Q1 Q0 mediante condição dada na
tabela ao lado.
Outros modos também são dados na mesma tabela.
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