DIG222802 AULA01

Apresentação

Na unidade curricular Eletrônica Digital I, você aprendeu sobre como funciona um circuito combinacional, constituído por um conjunto de portas lógicas, as quais determinam os valores das saídas diretamente a partir dos valores atuais das entradas, ao contrário dos circuitos sequencias que veremos de agora em diante, não há alterações dos estados do circuito em função do tempo. Portanto em Eletrônica Digital II vamos identificar e resolver problemas que envolvam a variável tempo, cuja solução seja expressa pela lógica binária e implementada através de circuitos eletrônicos digitais sequencias, sejam eles Flip-Flops, Contadores, Registradores e Memórias. Ao final, vamos dar uma olhada em nas linguagens de descrição de hardware e também FPGA.

Sejam muito bem vindos!

Bons Estudos!!

Prof. Douglas A.

Circuitos Sequencias

Os circuitos lógicos dos sistemas digitais podem ser classificados em dois tipos: circuitos combinacionais ou circuitos sequenciais. Um circuito combinacional é constituído de um conjunto de portas lógicas, as quais determinam os valores das saídas diretamente a partir dos valores atuais das entradas.

Um circuito sequencial é composto por um circuito combinacional e elementos de memória. As entradas e as saídas do circuito sequencial estão conectadas somente ao circuito combinacional. Os elementos de memória são circuitos capazes de armazenar informação codificada em binário. Algumas das saídas do circuito combinacional são entradas para os elementos de memória, recebendo o nome de variáveis do próximo estado. Já as saídas dos elementos de memória constituem parte das entradas para o circuito combinacional e recebem o nome de variáveis do estado atual. As conexões entre o circuito combinacional e os elementos de memória configuram o que se costuma chamar laço de realimentação, pois a saída de um bloco é entrada para o outro e vice-versa. A Figura 1 mostra o diagrama de blocos de um circuito sequencial. [1]

Figura 1 - Diagrama geral de um sistema digital. [2]

A informação armazenada nos elementos de memória num dado instante determina o estado em que se encontra o circuito sequencial. O circuito sequencial recebe informação binária das entradas que, juntamente com a informação do estado atual, determinam os valores das saídas e os valores do próximo estado. Desta forma, fica evidente que as saídas de um circuito sequencial dependem não apenas das entradas, mas também do estado atual, armazenado nos elementos de memória. E o mesmo pode ser dito para as variáveis de próximo estado. Em função deste comportamento sequencial, um circuito sequencial é especificado pela sequência temporal de entradas, saídas e estados internos.

Os circuitos sequenciais podem ser divididos em dois tipos: síncronos e assíncronos.

Síncrono

Um circuito sequencial síncrono utiliza um sinal denominado de relógio (clock) o qual tem a função de cadenciar uma eventual troca de estado. A Figura 2 mostra um exemplo de sinal de relógio. A forma de onda de um sinal de relógio é dita monótona, pois não se altera ao longo do tempo. Nela podem ser identificados a borda de subida, a borda de descida, o nível lógico zero e o nível lógico um. O tempo que decorre para o sinal se repetir é denominado período e é representado por T. Por exemplo, o tempo entre duas bordas de subida sucessivas é igual a T. Da mesma forma, o tempo entre duas bordas de descida sucessivas é igual a T.

Figura 2 - Exemplo de sinal de relógio (clock).

A frequência de um sinal de relógio, representada por f, é definida como sendo o inverso do período, ou seja:

$F={\frac {1}{T}}[Hz]$

Referências

[1] http://www.inf.ufsc.br/~guntzel/isd/isd4.pdf

[2] TOCCI, Ronald J.; WIDMER N. S.; GREGOGRY L. M. Sistemas digitais: princípios e aplicações. São Paulo: Prentice Hall, 2003.

Exercícios

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