Mudanças entre as edições de "DI2022802 2020 2 AULA05"

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(Criou página com '=Apresentação= Olá Estudante, Até agora aprendemos sobre os flip-flop e contadores assíncronos e síncronos, crescente, decrescente, modulares, com carga inicial e tudo...')
 
 
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=Apresentação=
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=Lista de Exercícios para AT1=
  
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Olá Estudante,
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==Parte 1==
  
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Até agora aprendemos sobre os flip-flop e contadores assíncronos e síncronos, crescente, decrescente, modulares, com carga inicial e tudo mais. Aprendemos também a compreender as formas de onda expressas nos diagramas de funcionamento e agora vamos aprender sobre um das aplicações muito apreciadas com flip-flops, que são os registradores.
+
:1. O que é um circuito digital Combinacional?
−
 
+
:2. O que é um circuito digital Sequencial?
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Bons Estudos!
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:3. Qual a diferença entre um circuito Combinacional e um Sequencial?
−
 
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:4. O circuito Sequencial pode ser dividido em quantos grupos e quais são?
−
Prof. Douglas A.
+
:5. Qual a diferença entre Síncrono e Assíncrono?
−
 
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:6. Observe a figura abaixo e faça o que se pede:
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=Registradores=
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::[[Imagem:fig120_DIG222802.png|600px|border]]
−
 
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::a) Identifique o que é borda de subida e borda de descida.
−
 
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::b) Identifique apenas um período do clock.
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Uma das formas mais comuns de utilização dos flip-flop (FF) é no armazenamento
+
::c) Quanto pulsos de clock completos tem na figura?
−
e transferência de informações (bits). Cada FF possui a capacidade de
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::d) Se num osciloscópio a forma de onda completa aparecer numa escala de, 14s do início ao fim, qual é a frequência e o período deste clock?
−
armazenar um bit. Vários FFs podem ser configurados para formar um registrador
+
::e) Na lógica TTL qual são os valores para nível lógico alto (1) e nível lógico baixo (0)?
−
no qual pode-se armazenar uma palavra binária. São necessários tantos
+
:7. Qual frequência de um sinal de relógio com 1ms de período?
−
FF quantos forem os bits da palavra.
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:8. Qual o período de um sinal de relógio com 100MHz?
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Os registradores armazenam bits e têm a capacidade de transferir esses bits
+
:9. O que são os Latches?
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para outros registradores seja de forma simultânea ou uma a uma.
+
:10. O RS é o Latch mais simples que existe e é mostrado na figura abaixo. Complete a tabela verdade abaixo considerando que inicialmente Q=0 e Q\=1.
−
 
+
::[[Imagem:fig121_DIG222802.png|300px|border]]
−
 
+
::{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
−
==Registradores do tipo porta paralela==
+
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | R
−
 
+
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | S
−
 
+
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q
−
Neste registrador todos os bits são armazenados simultaneamente. Ele é constituído de FF com as entradas de ''clock'' ligadas em comum. Quando ocorre a transição positiva do ''clock'', os dados de D1 a D4 são armazenados nas saídas Q1 a Q4. A Figura 1 mostra um circuito registrador do tipo porta paralela.
+
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q\
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig29_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 1 - Registrador do tipo "Porta Paralela".
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
 
−
|+'''Tabela 1 - Estados dos registradores'''
 
−
|-
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Clock
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | D1
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | D2
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | D3
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | D4
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Q1
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Q2
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Q3
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Q4
 
 
|-
 
|-
 +
| 0
 +
| 0
 
| 0
 
| 0
 
| 1
 
| 1
 +
|-
 
| 0
 
| 0
 
| 1
 
| 1
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| 0
+
|  
−
| ?
+
|  
−
| ?
 
−
| ?
 
−
| ?
 
 
|-
 
|-
−
| <math>\uparrow</math>
 
 
| 1
 
| 1
 
| 0
 
| 0
 +
|
 +
|
 +
|-
 
| 1
 
| 1
−
| 0
 
 
| 1
 
| 1
−
| 0
+
|
−
| 1
+
|
−
| 0
+
|}
 +
*Perceba que RS não estão barrados na tabela.
 +
:11. Complete a figura da questão anterior, transformando-a num Latch RS controlado.
 +
:12. Complete a tabela verdade abaixo para o RS Controlado de questão anterior considerando que inicialmente Q=Q e Q\=Q\.
 +
::{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | C
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | R
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | S
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q\
 
|-
 
|-
 
| 0
 
| 0
 
| X
 
| X
 
| X
 
| X
−
| X
+
| Qa
−
| X
+
| Qa\
 +
|-
 
| 1
 
| 1
 
| 0
 
| 0
−
| 1
 
 
| 0
 
| 0
−
|}
+
|  
−
 
+
|
−
Registradores deste tipo são também conhecidos por LATCHES ou FLIP-FLOP do tipo D. Existem disponíveis comercialmente registradores de diversos tamanhos como mostrado anteriormente.
 
−
 
 
−
==Registradores de deslocamento==
 
−
 
 
−
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. A importância
 
−
das operações de deslocamento dos bits está no fato destas viabilizarem,
 
−
entre outras, a realização de um grande número de operações lógicas e aritméticas
 
−
em um sistema digital. Os bits de uma 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.
 
−
Assim, levando-se em consideração as formas possíveis para se transmitir
 
−
uma palavra, pode-se inserir e retirar os bits em um registrador de maneira
 
−
serial ou paralela. Desta forma, é possível a implementação de 4 tipos básicos
 
−
de registradores:
 
−
 
 
−
*Entrada e saída serial;
 
−
*Entrada paralela e saída serial;
 
−
*Entrada serial e saída paralela;
 
−
*Entrada e saída paralela.
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
===Entrada e saída serial===
 
−
 
 
−
 
 
−
Suponha que voce deseja armazenar no registrador o dado de 4 bits "1010". Como o registrador
 
−
desloca os dados da esquerda para a direita o primeiro bit a entrar é 0 da direita,
 
−
chamado de LSB (Least Significant Bit). São necessários 4 transições negativas
 
−
do clock para que o dado entre no registrador. O último bit a entrar é o 1
 
−
da esquerda, chamado de MSB (Most Significant Bit). A Figura 2 apresenta o diagrama de blocos para esse tipo de registrador.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig30_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 2 - Diagrama de blocos do registrador entrada e saída serial.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
Considerando-se o sentido de movimento dos dados pode-se ter:
 
−
*Deslocamento para a direita;
 
−
*Deslocamneto para a esquerda;
 
−
*Bidirecional.
 
−
 
 
−
 
 
−
A Figura 3 mostra um registrador de deslocamento de 4 bits e na Figura 4
 
−
é apresentado o seu diagrama de tempo da entrada serial dos dados. A cada
 
−
pulso de clock, o valor contido nas entradas J e K dos FF é transferido para a
 
−
saída. Essa saída está conectada na entrada do próximo FF. Após 4 transições
 
−
de descida de clock, o valor das 4 últimas entradas de DADOS, é transferido serialmente para os FF, estando armazenado no registrador nos FF Q, R, S e T.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig31_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 3 - Registrador de deslocamento serial para direita.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig32_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 4 - Diagrama de tempo para o registrador entrada série com deslocamento para a direita.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
Para manter estes dados armazenados basta que o sinal de clock seja desativado
 
−
(0). Caso se deseje retirar os dados do registrador utiliza-se 4 transições
 
−
negativas do clock. A saída dos dados ocorre de forma serial no ultimo
 
−
FF (T) conforme mostrado na Fig. 6-9. OBS: Para facilitar o acompanhamento
 
−
da saída destes dados (1010) a entrada de dados foi mantida em zero.
 
−
 
 
−
 
 
−
(propor construir o registrador de deslocamento utilizando FF tipo D)
 
−
 
 
−
===Entrada serial com saída paralela===
 
−
 
 
−
 
 
−
A Figura 5 apresenta o diagrama de blocos deste tipo de registrador. Neste caso, os
 
−
dados são deslocados em série para dentro (como já mostrado). Para se ter os
 
−
dados em paralelo basta ter acesso a todas as saídas dos FF do registrador
 
−
de deslocamento.
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig33_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 5 - Diagrama em blocos para o registrador entrada série com saída paralela.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
===Entrada paralela e saída serial===
 
−
 
 
−
Para este tipo de registrador são incorporadas habilidades para entrada em paralelo e
 
−
deslocamento dos dados. A análise será feita a partir do 74LS166 que possui
 
−
entrada serial e paralela e saída serial. A Figura 6 mostra o diagrama de blocos deste registrador.
 
−
Os diagramas lógicos e tabela funcional é mostrados na Figura 7 e 8. Para realizar a entrada paralela
 
−
dos dados, altera-se a entrada LOAD (carregar) para 0, e na transição positiva
 
−
do ''clock'' os FF têm suas saídas simultaneamente alteradas de acordo com as
 
−
entradas A a H. Quando a entrada LOAD está em 1 (SHIFT), o registrador
 
−
funciona como um registrador de deslocamento. A entrada CLEAR permite
 
−
zerar todas as saídas dos FF imediatamente (sem o ''clock'').
 
−
 
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig34_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 6 - Diagrama em blocos para o registrador entrada paralela e saída serial.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig35_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 7 - Diagrama lógico do 74166.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
Exemplo: 74ALS166 e 74HC166
 
−
 
 
−
*Apenas a saída serial QH é disponível.
 
−
*Dados seriais entram no pino SER.
 
−
*Dados paralelos podem ser carregados de forma síncrona.
 
−
*Funcionamento serial se SH/LD' = 1
 
−
*Carga paralela de dados se SH/LD' = 0
 
−
*Deslocamento síncrono e carga paralela desabilitados se CLK INH = 1 (clock-inhibit) – FFs mantêm estado anterior.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig36_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 8 - Diagrama lógico do 74166.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
O primeiro bit aparece em QH em t8, 8 pulsos de relógio após CLR' ter ido para o nível baixo.
 
−
 
 
−
 
 
−
===Entrada paralela e saída paralela===
 
−
 
 
−
A Figura 9 mostra o diagrama de blocos para o registrador do tipo entrada paralela e saída paralela.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig38_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 9 - Diagrama de blocos.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
Este tipo de registrador pode ser implementado conforme mostrado na Figura 10, porém não é considerado propriamente um registrador de deslocamento. Entretanto, em algumas aplicações é necessário que o registrador seja de deslocamento. Por isso, existem CIs
 
−
comerciais que são registradores de deslocamento com entradas e saídas paralelas. O CIs 74LS195 é um registrador de deslocamento
 
−
de 4 bit com entradas paralela e serial e saídas paralela e serial.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig39_DIG222802.png|center|450px]]
 
−
<center>
 
−
Figura 10 - Registrador tipo porta paralela.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig39b_DIG222802.jpeg|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 10b - Diagrama de pinagem do CI 74195.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
Como o CI 74195 é possível realizar as seguintes operações:
 
−
 
 
−
*Manutenção do estado interno do registrador;
 
−
*CLEAR da saída paralela;
 
−
*Entrada paralela e saída paralela;
 
−
*Entrada série e saída série para a direita;
 
−
*Entrada série e saída paralela (com desabilitação do ''clock'' após a quarta transição positiva do clock);
 
−
*Entrada paralela e saída série a direita.
 
−
 
 
−
==Aplicações com registradores==
 
−
 
 
−
===Porta paralela===
 
−
 
 
−
 
 
−
A Figura 10 mostra o uso de uma porta paralela de dados para a a transferência
 
−
dos dados da entrada D1 a D4 para as saídas Q1 a Q4. A função desse
 
−
circuito é armazenar um estado de um circuito, até que um novo estado esteja
 
−
disponível ou seja desejável. A transferência é controlada pelo ''clock''. Na
 
−
transição negativa do ''clock'' os dados são armazenados no registrador X. A
 
−
transferência ocorre simultaneamente em todos os bits.
 
−
 
 
−
 
 
−
===Porta serial===
 
−
 
 
−
 
 
−
A Figura 11 apresenta a conexão entre dois registradores de deslocamento X e Y
 
−
para a transferência serial de dados. O ''clock'' desses registradores é único, e
 
−
faz com que a cada transição negativa do ''clock'', o conteúdo do terceiro FF do
 
−
registrador X é transferido para o primeiro FF do registrador Y, a mesmo tempo
 
−
que internamente o conteúdo dos FF é deslocado. Após 3 transições negativas
 
−
do ''clock'', o conteúdo inicial do registrador X é todo transferido para o registrador
 
−
Y, conforme mostra a Tabela XX.
 
−
 
 
−
 
 
−
[[Imagem:fig40_DIG222802.png|center]]
 
−
<center>
 
−
Figura 11 - Transferência serial entre registradores.
 
−
</center>
 
−
 
 
−
 
 
−
{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
 
−
|+'''Tabela 2 - Estados dos registradores'''
 
 
|-
 
|-
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;"  rowspan="2" | Clock
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;"  colspan="3" | Registrador X
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;"  colspan="3" | Registrador Y
 
−
|-
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | X1
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | X2
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | X3
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Y1
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Y2
 
−
! style="background:#D2691E; color:white; width: 20px;" | Y3
 
−
|-
 
−
| 0
 
 
| 1
 
| 1
 
| 0
 
| 0
 
| 1
 
| 1
−
| ?
+
|  
−
| ?
+
|
−
| ?
 
 
|-
 
|-
 +
| 1
 
| 1
 
| 1
 
| 0
 
| 0
 +
|
 +
|
 +
|-
 
| 1
 
| 1
 +
| 1
 +
| 1
 +
|
 +
|
 +
|}
 +
*Qa: saída do estado anterior.
 +
:13. Por quê surgiu o Latch tipo D?
 +
:14. Complete o diagrama abaixo transformando o Latch RS controlado em Latch tipo D. Em seguida, complete a tabela verdade mais abaixo.
 +
::[[Imagem:fig122_DIG222802.png|150px|border]]
 +
::{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | D
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q
 +
|-
 
| 0
 
| 0
 +
|
 +
|-
 
| 1
 
| 1
−
| ?
+
|  
−
| ?
+
|}
 +
:15. Complete. Os _____________ são elementos de circuito que podem apresentar _______
 +
::estados estáveis. A aplicação de sinal de ______________ pode alterar o estado de suas
 +
::_________________. É possível considerar que o circuito é uma _________________ capaz
 +
::de armazenar ______ bit.
 +
:16. Desenhe um circuito do flip-flop RS por borda de subida e outro por borda de descida.
 +
:17. Complete a forma de onda (Q e Q\) da figura abaixo, para um circuito de um flip-flop RS sensível a borda de subida do clock.
 +
::[[Imagem:fig123_DIG222802.png|600px|border]]
 +
:18. Complete a forma de onda (Q e Q\) da figura abaixo, para um circuito de um flip-flop RS com borda de descida do clock.
 +
::[[Imagem:fig123_DIG222802.png|600px|border]]
 +
:19. Como funciona o flip-flop tipo D?
 +
:20. Complete a forma de onda da figura abaixo, para um circuito do flip-flip tipo D com borda de subida do clock.
 +
::[[Imagem:fig124_DIG222802.png|500px|border]]
 +
:21. Complete. No _________________ J-K quando houver variação do _____________, o valor
 +
::guardado no flip-flop será alternado se as entradas J e K forem iguais a ________ e será
 +
::mantido se ambas forem iguais a ______. No caso de serem diferentes, então o valor se
 +
::tornará ________ se a entrada J (Jump) for ________ e será __________ se a entrada K
 +
::(Kill) for _________.
 +
:22. A figura abaixo mostra o símbolo utilizado para o flip-flop JK. Descreva todas as características apresentadas no diagrama.
 +
::[[Imagem:fig12_DIG222802.png|border|150px]]
 +
21. Preencha a tabela verdade para o flip-flop JK.
 +
::{| border="1" cellpadding="5" cellspacing="0" style="text-align: center;"
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | J
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | K
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q
 +
! style="background:#808080; color:white; width: 20px;" | Q\
 
|-
 
|-
−
| 2
 
 
| 0
 
| 0
 
| 0
 
| 0
−
| 1
+
|  
 +
|
 +
|-
 
| 0
 
| 0
 
| 1
 
| 1
−
| ?
+
|  
 +
|
 
|-
 
|-
−
| 3
+
| 1
−
| 0
 
−
| 0
 
 
| 0
 
| 0
 +
|
 +
|
 +
|-
 
| 1
 
| 1
−
| 0
 
 
| 1
 
| 1
 +
|
 +
|
 
|}
 
|}
 +
:22. Transforme o flip-flop JK em tipo T.
 +
::[[Imagem:fig12_DIG222802.png|border|150px]]
 +
:23. Um circuito típico de um contador assíncrono construído com FF do tipo JK é mostrado na figura abaixo. Responda:
 +
::[[Imagem:fig125_DIG222802.png|600px|border]]
 +
::a) Quantos bits têm esse contador?
 +
::b) É possível contar de quanto até quanto em binário e em decimal?
 +
::c) Por quê J e K são iguais a 1?
 +
::d) Esse contador é crescente ou decrescente?
 +
::e) Se for crescente, como transformar para decrescente?
 +
::f) Se for decrescente, como transformar para crescente?
 +
::g) Complete a forma de onda abaixo para o crescente:
 +
::[[Imagem:fig126_DIG222802.png|600px|border]]
 +
::h) Complete a forma de onda abaixo para o decrescente:
 +
::[[Imagem:fig126_DIG222802.png|600px|border]]
 +
:24. Preencha nas figuras abaixo, o diagrama de estados de um contador crescente e de um contador decrescente em binário de 3 bits.
 +
::[[Imagem:fig127_DIG222802.png|600px|border]]
 +
:25. O que é um contador de módulo? Pra quê serve?
 +
:26. O que é o estado temporário ou não atingível de um contador de módulo?
 +
:27. Quantos flip-flops são necessários para contar de 0 a 99, ou seja, MOD-100?
 +
:28. A figura abaixo representa um contador de 4 bits, transforme ele em um contador MOD-10, ou seja, deve contar de 0 a 9.
 +
::[[Imagem:fig128_DIG222802.png|600px|border]]
 +
29. Complete a forma de onda para o circuito da questão anterior.
 +
::[[Imagem:fig126_DIG222802.png|600px|border]]
 +
30. O que são os atrasos de propagação dos contadores assíncronos e o quê isso implica?
  
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===Contador em anel===
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==Parte2==
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Para o funcionamento deste tipo de contador, um dos FF deve ter inicialmente o valor 1 e os outros 0. Isso pode ser feito através das entradas assíncronas PRESET e CLEAR. Por ser um registrador de deslocamento, o 1 é transferido para o próximo FF a cada ''clock''
 
−
e da mesma forma os 0s. Os estados se repetem ciclicamente porque a saída do último FF está conectado a entrada do primeiro FF. A Figura 12 mostra um contador em anel e a Figura 13 apresenta a sequência da contagem considerando inicialmente a saída Q3=1 e as outras Q2=Q1=Q0=0.
 
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[[Imagem:fig41_DIG222802.png|center]]
 
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Figura 12 - Contador em Anel.
 
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[[Imagem:fig42_DIG222802.png|center]]
 
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Figura 13 - Diagrama de tempo do contador em anel.
 
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===Contador Johnson===
 
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O contador Johnson é um contador em anel no qual a saída <math>\bar Q_0</math> do último FF
 
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está conectado a entrada D do primeiro FF, conforme mostrado na Figura 14.
 
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Neste tipo de contador todos os FF deve ter inicialmente o valor 0, o que pode
 
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ser feito através da entrada assíncronas CLEAR.
 
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[[Imagem:fig43_DIG222802.png|center]]
 
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Figura 14 - Contador Johnson.
 
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;Exercício
 
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Desenhe o diagrama de tempo correspondente ao funcionamento do Contador Johnson.
 
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=Terceiro estado de uma saída (''tristate'')=
 
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As saídas que podem apenas assumir os estados 0 e 1 são chamadas de ''Totem-Pole''. Diversos circuitos possuem saídas que podem assumir, além dos estados 0 e 1, o estado de alta impedância (''tristate'') o qual é equivalente a um circuito aberto. As saídas em ''tristate'' permitem assim que os computadores sejam organizados em barramentos, conectando diversas saídas de componentes sem provocar a danificação dos mesmos desde que somente um componente seja acionado de cada vez. As saídas dos componentes comportam-se de forma similar a uma chave de três estados. A Figura 15 mostra a simbologia (A) e a tabela verdade (B) para a chave de três estados.
 
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[[Imagem:fig44_DIG222802.png|center]]
 
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Figura 15 - Simbologia (A) e tabela verdade (B) da chave ''tristate''.
 
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Notem que quando E=0 (''enable'') a saída Y fica em Z (alta impedância) independente do valor da entrada D.
 
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=Circuitos Integrados de Registradores=
 
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A seguir são mostrados os diagramas lógicos, pinagens e tabelas funcionais
 
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de alguns registradores.
 
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*74164 – Registrador de deslocamento de 8 bits com entrada serial e saída paralela.
 
−
*74165 – Registrador de deslocamento de 8 bits com entrada serial/paralela e saída serial.
 
−
*74166 – Registrador de deslocamento de 8 bits com entrada serial/paralela e saída serial, com CLEAR assíncrono.
 
−
*74173 – Registrador porta FF de 4 bits com entrada paralela e saída paralela em tristate
 
−
*74194 – Registrador de deslocamento bidirecional universal de 4 bits com entrada paralela e saída paralela
 
−
*74195 – Registrador de deslocamento de 4 bits com entrada paralela e saída paralela
 
−
*74273 – Registrador porta FF de oito bits de entrada paralela e saída paralela.
 
−
*74373 – Registrador porta LATCH de oito bits de entrada paralela e saída paralela em tristate.
 
−
*74374 – Registrador porta FF de oito bits de entrada paralela e saída paralela em tristate.
 
−
*74543 – Transceptor com registradores de oito bits com saídas em tristate.
 
−
 
 
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=Lista de Exercícios=
 
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:1. Para que são utilizados os registradores?
 
−
:2. Quais as principais diferenças entre registradores porta "paralela" e porta "serial"?
 
−
:3. Quais os quatro tipos básicos de registradores?
 
−
:4. Considerando o sentido do movimento dos dados, como podem ser os registradores?
 
−
:5. Por que que num registrador de deslocamento feito a partir de FF JK eu preciso colocar a porta inversora na  frente do primeiro FF entre J e K?
 
−
:6. Desenhe um diagrama de blocos de um registrador feito com FF JK com deslocamento para esquerda.
 
−
:7. Quais as características do CI 74HC166?
 
−
:8. O que há de errado na Figura 10 - Registrador tipo porta paralela. (pra quem assistiu a videoaula)
 
−
:9. Com base na Figura 11 - Tranferência serial entre registradores. Responda:
 
−
::a) Quantos pulsos de clock eu preciso para transferir os dados da registrador X para o registrador Y?
 
−
::b) Considerando que agora o primeiro registrador (X) esta vazio, quantos pulsos clock eu precisaria?
 
−
::c) Quantos pulsos de clock eu precisaria para tranferir 12 bits? (considerando X e Y vazios)
 
−
:10. Como ficaria o diagrama de blocos que representasse a transferência paralela de registradores de 3 bits?
 
−
:11. Como funciona o registrador contador em anel? Simule. Funcionou?
 
−
:12. Como funciona o registrador contador johnson? Simule. Funcionou?
 
−
:13. O que é o "tecerceiro" estado de uma saída (tristate)?
 
−
:14. Escolha um CI de Registradores, exceto 74166 e 74195, faça o diagrama de pinagem, tabela verdade e resumo do tipo de registrador do CI escolhido (datasheet).
 
−
 
 
−
Extra: [http://wiki.sj.ifsc.edu.br/images/e/e4/Exerc%C3%ADcios_-_Registradores.pdf Download Exercícios - Registradores]
 
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−
=Organização das próximas aulas=
 
−
 
 
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Até agora, apresentamos os conceitos relacionados a contadores e registradores. Na próxima aula vamos ter o Laboratório 2 onde iremos montar um relógio digital, a partir de um oscilador com 555 e dois dígitos. Na outra semana vamos começar a falar sobre codificadores e decodificadores, passando por tipos de códigos utilizados como: binário, BCD, Johnson e Gray.
 
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Estudem!
 
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Prof. Douglas A.
 
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=Referências=
 
  
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[1] http://www.ufjf.br/fabricio_campos/files/2011/03/cap07_parte_2.pdf
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:1. Complete o circuito abaixo para que funcione como contador '''assíncrono''' crescente.
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::[[Imagem:fig78_DIG222802.png|600px|border]]
 +
:2. Utilizando o mesmo circuito, faça as modificações necessárias para que funcione como contador '''assíncrono''' decrescente.
 +
:3. Explique o funcionamento do contador '''síncrono''' crescente visto da figura abaixo.
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::[[Imagem:fig79_DIG222802.png|400px|border]]
 +
:4. Quantos FF e portas lógicas eu preciso para fazer um contador síncrono que conte 0 até 100. Apresente os cálculos.
 +
:5. Quantos FF são necessários para gerar um sinal de onda quadrada com uma frequência de 24Hz a partir de um sinal original de 2,4GHz.
 +
:6. Qual é o atraso de propagação de um contador síncrono?
 +
:7. O que é um contador com carga paralela?
 +
:8. Quantos CI 74193 seriam necessários para mostrar uma contagem, em display de 7 segmentos, de 0 até 1000.
 +
:9. Que frequência eu tenho no pino QD do CI 74193 sendo uma frequência de clock de 8kHz, numa configuração de contador crescente de 4 bits.
 +
:10. O que é um contador BCD?
  
−
[2] http://www.univasf.edu.br/~romulo.camara/novo/wp-content/uploads/2013/07/Aula16_Registradores_de_Deslocamento.pdf
+
==Exercícios de contadores (PDF)==
  
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http://wiki.sj.ifsc.edu.br/images/1/11/EX2_DIG222802.pdf
  
  

Edição atual tal como às 14h21min de 30 de novembro de 2020

Lista de Exercícios para AT1

Parte 1

1. O que é um circuito digital Combinacional?
2. O que é um circuito digital Sequencial?
3. Qual a diferença entre um circuito Combinacional e um Sequencial?
4. O circuito Sequencial pode ser dividido em quantos grupos e quais são?
5. Qual a diferença entre Síncrono e Assíncrono?
6. Observe a figura abaixo e faça o que se pede:
Fig120 DIG222802.png
a) Identifique o que é borda de subida e borda de descida.
b) Identifique apenas um período do clock.
c) Quanto pulsos de clock completos tem na figura?
d) Se num osciloscópio a forma de onda completa aparecer numa escala de, 14s do início ao fim, qual é a frequência e o período deste clock?
e) Na lógica TTL qual são os valores para nível lógico alto (1) e nível lógico baixo (0)?
7. Qual frequência de um sinal de relógio com 1ms de período?
8. Qual o período de um sinal de relógio com 100MHz?
9. O que são os Latches?
10. O RS é o Latch mais simples que existe e é mostrado na figura abaixo. Complete a tabela verdade abaixo considerando que inicialmente Q=0 e Q\=1.
Fig121 DIG222802.png
R S Q Q\
0 0 0 1
0 1
1 0
1 1 
*Perceba que RS não estão barrados na tabela.
11. Complete a figura da questão anterior, transformando-a num Latch RS controlado.
12. Complete a tabela verdade abaixo para o RS Controlado de questão anterior considerando que inicialmente Q=Q e Q\=Q\.
C R S Q Q\
0 X X Qa Qa\
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1 
*Qa: saída do estado anterior.
13. Por quê surgiu o Latch tipo D?
14. Complete o diagrama abaixo transformando o Latch RS controlado em Latch tipo D. Em seguida, complete a tabela verdade mais abaixo.
Fig122 DIG222802.png
D Q
0
1
15. Complete. Os _____________ são elementos de circuito que podem apresentar _______
estados estáveis. A aplicação de sinal de ______________ pode alterar o estado de suas
_________________. É possível considerar que o circuito é uma _________________ capaz
de armazenar ______ bit.
16. Desenhe um circuito do flip-flop RS por borda de subida e outro por borda de descida.
17. Complete a forma de onda (Q e Q\) da figura abaixo, para um circuito de um flip-flop RS sensível a borda de subida do clock.
Fig123 DIG222802.png
18. Complete a forma de onda (Q e Q\) da figura abaixo, para um circuito de um flip-flop RS com borda de descida do clock.
Fig123 DIG222802.png
19. Como funciona o flip-flop tipo D?
20. Complete a forma de onda da figura abaixo, para um circuito do flip-flip tipo D com borda de subida do clock.
Fig124 DIG222802.png
21. Complete. No _________________ J-K quando houver variação do _____________, o valor
guardado no flip-flop será alternado se as entradas J e K forem iguais a ________ e será
mantido se ambas forem iguais a ______. No caso de serem diferentes, então o valor se
tornará ________ se a entrada J (Jump) for ________ e será __________ se a entrada K
(Kill) for _________.
22. A figura abaixo mostra o símbolo utilizado para o flip-flop JK. Descreva todas as características apresentadas no diagrama.
Fig12 DIG222802.png

21. Preencha a tabela verdade para o flip-flop JK.

J K Q Q\
0 0
0 1
1 0
1 1
22. Transforme o flip-flop JK em tipo T.
Fig12 DIG222802.png
23. Um circuito típico de um contador assíncrono construído com FF do tipo JK é mostrado na figura abaixo. Responda:
Fig125 DIG222802.png
a) Quantos bits têm esse contador?
b) É possível contar de quanto até quanto em binário e em decimal?
c) Por quê J e K são iguais a 1?
d) Esse contador é crescente ou decrescente?
e) Se for crescente, como transformar para decrescente?
f) Se for decrescente, como transformar para crescente?
g) Complete a forma de onda abaixo para o crescente:
Fig126 DIG222802.png
h) Complete a forma de onda abaixo para o decrescente:
Fig126 DIG222802.png
24. Preencha nas figuras abaixo, o diagrama de estados de um contador crescente e de um contador decrescente em binário de 3 bits.
Fig127 DIG222802.png
25. O que é um contador de módulo? Pra quê serve?
26. O que é o estado temporário ou não atingível de um contador de módulo?
27. Quantos flip-flops são necessários para contar de 0 a 99, ou seja, MOD-100?
28. A figura abaixo representa um contador de 4 bits, transforme ele em um contador MOD-10, ou seja, deve contar de 0 a 9.
Fig128 DIG222802.png

29. Complete a forma de onda para o circuito da questão anterior.

Fig126 DIG222802.png

30. O que são os atrasos de propagação dos contadores assíncronos e o quê isso implica?

Parte2

1. Complete o circuito abaixo para que funcione como contador assíncrono crescente.
Fig78 DIG222802.png
2. Utilizando o mesmo circuito, faça as modificações necessárias para que funcione como contador assíncrono decrescente.
3. Explique o funcionamento do contador síncrono crescente visto da figura abaixo.
Fig79 DIG222802.png
4. Quantos FF e portas lógicas eu preciso para fazer um contador síncrono que conte 0 até 100. Apresente os cálculos.
5. Quantos FF são necessários para gerar um sinal de onda quadrada com uma frequência de 24Hz a partir de um sinal original de 2,4GHz.
6. Qual é o atraso de propagação de um contador síncrono?
7. O que é um contador com carga paralela?
8. Quantos CI 74193 seriam necessários para mostrar uma contagem, em display de 7 segmentos, de 0 até 1000.
9. Que frequência eu tenho no pino QD do CI 74193 sendo uma frequência de clock de 8kHz, numa configuração de contador crescente de 4 bits.
10. O que é um contador BCD?

Exercícios de contadores (PDF)

http://wiki.sj.ifsc.edu.br/images/1/11/EX2_DIG222802.pdf


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