Estrutura De Dados

Etapa 3

Aula-tema: Flip-Flops.

Esta atividade é importante para que você entenda o funcionamento dos Flip-flops.

Passo 1

Ler o artigo apresentado a seguir e fazer anotações sobre o funcionamento dos contadores digitais: Os Contadores Digitais. 2013.

Contadores Digitais

Contadores digitais são circuitos utilizados principalmente para contagens, geração de palavras, divisão de frequências, medição de frequência e tempo. Para entender melhor o funcionamento de um contador, precisamos entender o funcionamento do flip-flop.

O flip-flop ou multivibrador biestável é um circuito digital pulsado capaz de servir como uma memória de um bit. Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, Alguns flip-flops também incluem um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na equação característica do flip-flop.

Os contadores podem ser PROGRESSIVOS ou CRESCENTES, quando contam numa sequência de números crescentes, ou seja, dos valores mais baixos para os mais altos, como (1,2,3,4...). Também podem ser REGRESSIVOS ou DECRESCENTES, quando a contagem é feita dos valores mais altos para os mais baixos como (4,3,2,1...).

Os contadores podem ser SÍNCRONOS, quando existe um sinal de clock único externo aplicado a todos os estágios ao mesmo tempo.

Os contadores também podem ser ASSÍNCRONOS, quando existe o sinal de clock aplicado apenas ao primeiro estágio. Os estágios seguintes utilizam como sinal de sincronismo a saída de cada estágio anterior. Estes contadores também são denominados Ripple Counters.

Uma das características dos contadores é o módulo,- valor n ou valor máximo que um contador pode contar. Por exemplo, um contador de módulo 8 é um contador que pode contar até 8.

Contador Síncrono

Um contador síncrono tem sua contagem especificada através de um diagrama de transição, apresentado na figura abaixo, que indica qual é o estado futuro a ser atingido pelo contador quando é aplicado um pulso de clock.

Contador Assíncrono

No circuito do contador assíncrono os flip-flops não possuem as entradas clock em comum, pois são arranjados de forma que a entrada clock do flip-flop de ordem n seja a saída do flip-flop de ordem n-1. Possui saída binária sequencial e o bit mais significativo da contagem (MSB) está sempre no último flip-flop, considerando como primeiro flip-flop o que recebe os pulsos de clock.

Em outras palavras, este circuito conta os pulsos de entrada e fornece saídas que são a representação binária desta contagem. Com 4 flip-flops podemos partir a contagem de 15 e com 8 flip-flops, de 255.

Passo 2

Considerar que o consumo de água precisa ser otimizado. Para isto é necessário saber quantas vezes o motor é acionado diariamente. Com base nisso, apresentar o circuito combinacional utilizando o software EWB Workbench de um contador de 4 bits usando um Flip-flop JK para contar quantas vezes o motor é acionado para molhar as plantas durante o dia.

Flip-Flop JK Mestre-escravo com Set e Reset

Contador de Pulso

Passo 3

Apresentar visualmente a saída dos Flip-flops. Usar um display de 7 segmentos ligado à saída do Flip-flop para que a contagem do número de vezes que o motor é acionado seja visualizada.

Passo 4

Entregar ao professor da disciplina, em uma data estipulada por ele, um relatório chamado: Relatório 3 – Flip-flop, com no mínimo de cinco páginas e máximo sete páginas.

Relatório 3 – Flip-flop

Um flip-flop tipicamente inclui zero, um ou dois sinais de entrada, um sinal de clock, e um sinal de saída, apesar de muitos flip-flops comerciais proverem adicionalmente o complemento do sinal de saída. Alguns flip-flops também incluem um sinal da entrada clear, que limpa a saída atual. Como os flip-flops são implementados na forma de circuitos integrados, eles também necessitam de conexões de alimentação. A pulsação ou mudança no sinal do clock faz com que o flip-flop mude ou retenha seu sinal de saída, baseado nos valores dos sinais de entrada e na equação característica do flip-flop.

Outra maneira de descrever os diferentes comportamentos dos flip-flops está no texto original em inglês.

Flip-Flop D: Quando houver variação do clock,