Shift Register

Uma característica bastante útil em um registrador é a possibilidade de efetuar um deslocamento , isto é, a possibilidade de um dado registrado em um bit deslocar-se através das unidades de armazenamento (flip-flop’s). Um registrador de deslocamento é um dispositivo síncrono que pode ser utiliza- do para armazenar n bits com apenas um pino de entrada.

O desenho a seguir representa um registrador de deslocamento de 4 bits, utilizando flip-flop’s do tipo JK.

FIGURA 5.2: Registrador de Deslocamento de 4 Bits, com Flip-Flop’s tipo JK ELETR NICA DIGITAL 4 4

Existem registradores de deslocamento com circuitos lógicos próprios para a inversão de ligação entre os flip-flop’s, de forma que possamos inver- ter o sentido do deslocamento.

Se ligarmos a saída do último flip-flop à entrada do primeiro, obtemos um registrador de deslocamento que não perde o último bit, mas sim trans- fere o seu valor para o primeiro. Este tipo de circuito é denominado registra- dor com rotação.

O CI 74194 é um registrador de deslocamento universal bidirecional de quatro bits. O CI 74 164 é um registrador de deslocamento de 8 bits.

5.1.2 Formato Sé rie e Paralelo

Os dados digitais são apresentados e transmitidos de duas formas :

Série e paralelo. No formato série, os dados são conduzidos (transmitidos) por um único fio. No formato paralelo, necessitamos de tantos fios quantos forem os bits a serem transmitidos. O formato série é mais econômico, mas é menos rápido. Frequentemente, necessitamos fazer a conversão da apre- sentação de dados em série para paralelo e vice-versa. O circuito registrador de deslocamento é adequado para este fim.

5.2 Contadores

Um contador é um arranjo de flip-flop’s que avança de um estado para outro em resposta a um evento. Este evento pode ser a passagem de uma peça por uma esteira na linha de produção, a passagem de uma pessoa por uma roleta, etc. , e geralmente é traduzido na forma de um pulso de clock. Observe que um relógio digital nada mais é do que um contador em que o evento a ser contado é um período de tempo.

Existem dois tipos de contadores: Os contadores síncronos, nos quais o sinal de clock é aplicado a todos os flip-flop’s componentes do conjunto ao mesmo tempo e os contadores assíncronos , nos quais o sinal aplicado ao clock de cada flip-flop pode diferir.

5.2.1 Contadores Síncronos 5.2.1.1 Contador em Anel

O contador em anel é um registrador de deslocamento ligado em con- figuração de rotação, no qual carregamos previamente o valor 1 em apenas um dos flip-flop’s. Este tipo de contador tem, portanto, uma saída em deci- mal. No desenho na página seguinte está representado um contador em anel com módulo 4:

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FIGURA 5.3: Contador Síncrono, com Configuração em Anel e Mó dulo 4 5.2.1.2 Contador em Anel Torcido

O contador em anel torcido, ou contador Johnson, é idêntico ao da figura anterior, com excessão que para fechar o anel, ligamos a saída Q\ do último flip-flop à entrada D do primeiro. Com este arranjo, obtemos 8 com- binações possíveis para quatro flip-flop’s, ao contrário do circuito da Figura

5.3, que só tinha módulo 4. Este tipo de circuito, no entanto, necessitará de uma lógica adicional (um decodificador) para obter uma saída aceitável.

5.2.1.3 Contador Síncrono em Có digo Binário

Um circuito utilizando flip-flop’s tipo T , montados como mostra a figu- ra abaixo é um contador em binário de 4 bits, ou seja, pode contar até 16. Lembre que os flip-flop’s tipo JK com as entradas J e K ligadas juntas é um flip-flop tipo T. Este tipo de contador é mais lento que o contador em anel, visto que , dependendo da situação, o sinal deve se propagar através de uma cascata de portas AND.

FIGURA 5.4: Contador Binário de 4 Bits, Síncrono 5.2.1.4 Contadores Síncronos de Mó dulo Arbitrário

Para construir um contador de módulo arbitrário, começamos com um número de flip-flop’s suficiente para prover um número de estados igual ou maior que o módulo. Em seguida devemos decidir quais estados entre os possíveis devem ser eliminados. Devemos então decidir a ordem pela qual o contador deve passar pelos estados não eliminados.

Finalmente devemos projetar uma lógica combinacional de forma que o contador passe de estado para estado conforme desejamos. Os métodos específicos para o projeto de um gerador de módulo arbitrário fogem do escopo deste documento.

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