Circuitos Digitais
Por: marcosufpi • 26/4/2018 • Relatório de pesquisa • 2.151 Palavras (9 Páginas) • 407 Visualizações
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Nome do Laboratório: Circuitos Digitais
Nome da experiência: Prática 7 – Contadores e registradores
Nome da Turma: 1
Marcos Antonio Alves de Sousa Lima, UFP, Prof. Msc. Aryfrance Rocha Almeida, UFPI
Resumo-Este relatório refere-se à simulação e teste prático da prática referente a contadores e registradores vista na disciplina de Circuitos Digitais do curso de Engenharia Elétrica da Universidade Federal do Piauí – UFPI. Registrador é um subsistema seqüencial que utiliza flip-flops para manipular e armazenar dados. Em nossas calculadoras por exemplo vemos um exemplo de registrador de deslocamento quando digitamos um número e este começa a se deslocar à medida em que digitamos um novo dígito. Um registrador pode ser classificado de acordo com a maneira que os dados entram ou saem do memso. Assim os diversos tipos de registradores que temos podem ser classificados por entrada paralela/saída paralela; entrada serial/saída serial; entrada paralela/saída serial; entrada serial/saída paralela. Contadores são circuitos seqüenciais que utilizam flip-flops e sinal de clock para que possa dividir freqüência e assim fazer um processo de contagem binária, que pode facilmente ser convertida para decimal. Neste relatório estão contidas as montagens exigidas sendo elas, contador binário assíncrono, contador binário síncrono e contador Jhonson. Cada montagem foi realizada e simulada na plataforma Multisim e depois testada em laboratório, sendo que as simulações do multisim obtiveram todas resultados positivos e a realização da montagem na prática confirmando, de acordo com as tabelas da verdade, tabela de verificação e diagramas de tempo, se o circuito funciona em laboratório.
Palavras-chave: binário, registrador, contador, deslocamento.
Introdução
Os contadores são parte importante em um computador, visto que realizam as funções necessárias para que o processamento de informações possa ocorrer. Nos sistemas digitais, e em particular nos computadores, as informações estão representadas por conjuntos de dígitos binários denominados "palavras". Nos computadores atuais o tamanho da palavra é de 32, 64 ou 128 bits. Porém, até há pouco tempo atrás, os computadores pessoais usavam apenas 8 e 16 bits. Naturalmente, um sistema digital é projetado para trabalhar com um determinado tamanho de palavra, devendo, portanto, conter recursos de hardware que lhe permitam processar e armazenar simultaneamente conjuntos de n bits, onde n é o tamanho da palavra.
Para que isto ocorra é preciso que alguns circuitos estejam presentes em nossas máquinas. Alguns destes circuitos são construídos de modo a também poder manipular a informação armazenada. Dentre as operações possíveis estão os deslocamentos (à direita e à esquerda), o incremento e o decremento.
O registrador, por exemplo, é um circuito de memória implementado por flip-flops que pode armazenar simultaneamente uma informação de tamanho determinado apenas pela quantidade de flip-flops usados no projeto. Um processador possui um conjunto de registradores que podem variar de três a algumas dezenas. A existência de registradores dentro do processador acelera o processamento, pois os dados que estão sendo manipulados ficam armazenados próximo dos recursos de processamento (ULA, por exemplo), o que reduz os acessos feitos à memória. A Figura 1 mostra um registrador de 4 bits feito com flip-flops D (disparados pela borda ascendente).
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Figura 1 Registrador utilizando FF D.
Como pode ser visto na Figura 1 a transferência de dados é síncrona, pois o clock é comum a todos os FF. Porem essa transferência pode ser assíncrona, utilizando as entradas assíncronas (Preset & Clear) conforme a Figura 2.
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Figura 2 registrador com transferência síncrona
Há mais de uma forma de implementar registradores. Os registradores do tipo porta paralela, por exemplo, são constituídos de FF com as entradas de clock ligadas em comum. Quando ocorre a transição positiva do clock, os dados de D3 a D0 é armazenada nas saídas conforme a figura 1; Registradores de deslocamento que é um registrador no qual os FF são conectados de forma a permitir, além da inserção a operação de deslocamento dos bits da palavra binária.
Os bits de um registrador podem ser transmitidos de duas maneiras: Em série: os bits da palavra são transferidos em sequência (um após o outro) por um único fio. Este formato economiza circuitos. Em paralelo: os bits da palavra são transferidos simultaneamente por um número de fios igual ao número de bits. Este formato economiza tempo.
preparação do trabalho
Para as montagens a seguir foram utilizados os seguintes materiais:
- kit de eletônica digital-EXSTO.
- CI 7400
- CI 7402
- CI 7408
- CI 7432
- CI 74195
- CI 74112
OBJETIVOS
Esta prática tem como objetivo os seguintes tópicos:
- Descrever um circuito sequêncial por meio do Diagrama de Transição de Estados e analisa-los por meio por meio de Diagramas de Tempos.
- Projetar Contadores.
MONTAGENS
A. Primeira Montagem
Contador binário assíncrono:
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.Uma das características desse circuito é que a entrada do pulso de clock não é comum. O clock é colocado no primeiro flip-flop e depois a saída do primeiro é ligada na entrada clock do segundo. A saída de bits é sequencial e o primeiro flip-flop é o que recebe os pulsos de clock, sendo o bit do último flip-flop o mais significativo da contagem.
Contadores assínncronos podem ser de dois modos, crescente ou decrescente. O contador desta montagem é do tipo crescente.
A primeira montagem pode ser obtida por meio da análise da Tabela 1.
TABELA 1: TABELA VERDADE PARA O CONTADOR ASSÍNCRONO DE 5 A 11
Início | D | C | X |
0 | X | X | 0 |
1 | 0 | 0 | X |
1 | 0 | 1 | 1 |
1 | 1 | 0 | 1 |
1 | 1 | 1 | 0 |
Realizando o mapa K da coluna X obtêm-se a equação (1).
X = S*(D’ + C’) (1)
Observando a tabela 1 e a equação 1 pode se implementar o diagrama lógico, que está disposto na abaixo na Figura 3.
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Figura 3 Diagrama lógico para a primeira montagem.
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