Os Contadores

Universidade Federal de São Paulo

Instituto de Ciência e Tecnologia

 

 

 

 

  Laboratório de Eletrônica Digital (Turma IB)

Relatório 5: Contador

 Professora Dra. Karina Rabello Casali

Bruno de Araújo Andreoli, 86764

Mariana Mayume Caniza, 93941

Thaís Mendes Braga, 92339

Introdução

Contadores são circuitos digitais formados por flip-flops que mudam o estado de acordo com o clock. Estes são divididos em duas categorias: assíncrono ou síncrono.

A grande diferença entre os contadores síncronos e assíncronos vem da entrada do clock nos flip-flops. Nos síncronos as entradas do clock recebem o mesmo sinal,  já nos assíncronos apenas o primeiro flip-flop recebe o sinal de clock, os outros são alimentados a partir da saída do bit anterior como pode ser visto na fig.1.

[pic 1]

                         Fig.1 - montagem do contador assíncrono

Dentro dos contadores assíncronos existe distinção entre os contadores crescentes e decrescentes. No projeto utilizamos o crescente já que o clock é alimentado com o Q, caso fosse utilizado o decrescente o clock seria alimentado pelo Q’.

O contador também pode ser utilizado como divisor de frequencia, ja que sua frequência inicial é dividido a  a medida que um bit é acrescentado (n= número de bits encontrados no contador), sendo muito útil quando o clock que possuímos é muito rápido ou quando precisamos de frequências diferentes para partes do circuito. [pic 2]

Objetivos

Construir um contador assíncrono com representação decimal ( 0 à 9) a partir de 4 flip flops jks, utilizando um contador e ligando as 4 saídas dos flip flops (Qa, Qb, Qc, Qd) em um decodificador transformando a saída binária em decimal.

Materiais e Métodos

 

Para a realização deste experimento foram utilizadas os seguintes materiais:

• Circuito integrado composto por portas do tipo:

• 2 x flip flop J-K 7476
• Decoder 4511

• 7 resistores de resistência 150 ohm.
• 1 Display
• Jumpers
• Placa de Protoboard
• Fonte de alimentação de 5V
• Gerador de função

Primeiro montou-se o circuito no protoboard utilizando os dois circuitos 7476 (cada um possuía 2 flip flops J-K, totalizando 4 flip flops), os dois circuitos foram devidamente aterrados e ligados ao vcc 5v. Como o Clear e o preset eram barrados eles foram ligados em nível alto, então ligou-se a primeira entrada do clock no gerador de função e a saída Qa foi ligada no clock do outro flip flop, o mesmo procedimento foi feito para os outros clocks ligando a saída Q na entrada do clock. Depois ligou-se as saídas Qa, Qb, Qc e Qd ao decoder 4511, e usando os 7 resistores de 150 ohms em cada porta do display, foi conectado o decoder 4511 ao display corretamente então ligou-se o gerador de funções para gerar a entrada com função de onda quadrada no clock com frequência de 1hz, amplitude de 2,5 vpp e offset 1,3 v

[pic 3]

Fig.2 - circuito integrado 7476

Após a montagem no circuito, foi proposto o ajuste no delay do display. Com isso foi utilizado um Ci 7400 nos clears dos flip-flops.

[pic 4][pic 5]

Fig.3 - Circuito montado e funcionando

Resultados e Discussões 

No contador assíncrono montado a primeira entrada do clock vem de um gerador de função, os outros clocks vem da saída do flip-flop anterior, com isso a frequência entre os bits são diferentes. A frequência entre os bits pode ser analisada pela equação  , portanto as frequências são:[pic 6]

Qck = 1Hz

Qa = ½

Qb = ¼

Qc = ⅛

Qd = 1/16

O contador tem as saídas teóricas como mostrado na Fig. 4

[pic 7]

Fig. 4 - Saídas teóricas do contador

O contador possuia um gap de tempo quando o contador chegava no 9, para isso foi proposto implementar o circuito de modo a eliminar esse gap.

analisou-se então a tabela verdade com as saídas Qa Qb Qc Qd do circuito

	Qd	Qc	Qb	Qa
0	0	0	0	0
1	0	0	0	1
2	0	0	1	0
3	0	0	1	1
4	0	1	0	0
5	0	1	0	1
6	0	1	1	0
7	0	1	1	1
8	1	0	0	0
9	1	0	0	1
10	1	0	1	0
11	1	0	1	1
12	1	1	0	0
13	1	1	0	1
14	1	1	1	0
15	1	1	1	1

 Tabela 1 - tabela verdade do circuito

para eliminar o intervalo de tempo entre o número 0 a 9 foi necessário zerar o  quando a contagem chegasse a 9, pois ele ainda contaria do 10 ao 15 e por isso tem esse gap de tempo.