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Prática 7: Registradores e Contadores - Análise e Projeto de Circuitos Digitais, Exercícios de Circuitos Elétricos

Uma prática sobre o funcionamento de registradores e contadores em circuitos digitais. O documento aborda objetivos, materiais utilizados, introdução, montagens de contadores binários assíncrono, síncrono e johnson, contador de divisão por dois e três estágios, contador de módulo 10 e 5, e conclusões. Útil para estudantes de engenharia elétrica e de telecomunicações.

Tipologia: Exercícios

2023

Compartilhado em 27/03/2024

pedro-victor-viana-ferreira
pedro-victor-viana-ferreira 🇧🇷

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PRÁTICA 7: REGISTRADORES E CONTADORES
Nome:Pedro victor viana ferreira; matricula:20229027850; turma:segunda-2T56;
Resumo Analisar o
funcionamento de
registradores e contadores.
Palavras-chave Registrador,
Contador,
etc.
1. OBJETIVOS:
Descrever um circuito sequencial
por meio do Diagrama de Transição
de Estados e analisálos por meio
por meio de Diagramas de Tempos;
Projetar Registradores
dearmazenamento, Registradores
de Deslocamento e Registradores
de Contagem;
Projetar Circuitos sequências
usando Registradores na forma de
circuitos MSI;
2. MATERIAL UTILIZADO:
CI 74LS00;
CI 74LS08;
CI 74LS112;
CI 74LS190;
CI 74LS195;
INTRODUÇÃO:
Registradores são circuitos digitais
capazes de armazenar e deslocar
informações binárias, e são
tipicamente usados como um
dispositivo de armazenamento
temporário. Existem diversos tipos
de registradores, contudo serão
destacados os registradores de
carga paralela, registrador de
deslocamento e o registrador
contador. O registrador de carga
paralela é o tipo mais simples. Esse
registrador é um conjunto de
flip-flops que são carregados a cada
ciclo de relógio. Este registrador
básico será útil como registrador de
estado em um bloco de controle,
onde são carregados em todos os
ciclos do relógio, ou para algumas
aplicações queremos controlar se
dentro desse ciclo do relógio o
registrador vai ser carregado ou
apenas manter o valor anterior. O
registrador de deslocamento é
utilizado para deslocar o conteúdo
para a direita ou para a esquerda.
Deslocar a direita significa mover um
bit armazenado (em um flip-flop)
para o flip-flop que está à direita.
Basicamente temos 4 tipos desses
registradores dependendo da forma
como entra e como sai a informação
dos mesmos, sendo eles:
SISO: entrada em série (serial) e
uma saída em série (serial).
PISO: entrada em paralelo e uma
saída em série (serial).
SIPO: entrada em série (serial) e
uma saída em paralelo.
PIPO: entrada paralela e uma
saída paralela.
O contador é um registrador que
"conta" em binário. Ou seja, a cada
sinal de relógio, o conteúdo do
registrador é incrementado de
uma unidade.
MONTAGENS:
Montagem 1:
Nessa montagem será
implementado um contador binário
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PRÁTICA 7: REGISTRADORES E CONTADORES

Nome:Pedro victor viana ferreira; matricula:20229027850; turma:segunda-2T56;

Resumo – Analisar o

funcionamento de

registradores e contadores.

Palavras-chave – Registrador,

Contador,

etc.

1. OBJETIVOS:

  • Descrever um circuito sequencial por meio do Diagrama de Transição de Estados e analisá‐los por meio por meio de Diagramas de Tempos;
  • Projetar Registradores dearmazenamento, Registradores de Deslocamento e Registradores de Contagem;
  • Projetar Circuitos sequências usando Registradores na forma de circuitos MSI; 2. MATERIAL UTILIZADO:
  • CI 74LS00;
  • CI 74LS08;
  • CI 74LS112;
  • CI 74LS190;
  • CI 74LS195; INTRODUÇÃO: Registradores são circuitos digitais capazes de armazenar e deslocar informações binárias, e são tipicamente usados como um dispositivo de armazenamento temporário. Existem diversos tipos de registradores, contudo serão destacados os registradores de carga paralela, registrador de deslocamento e o registrador contador. O registrador de carga paralela é o tipo mais simples. Esse registrador é um conjunto de flip-flops que são carregados a cada ciclo de relógio. Este registrador básico será útil como registrador de estado em um bloco de controle, onde são carregados em todos os ciclos do relógio, ou para algumas aplicações queremos controlar se dentro desse ciclo do relógio o registrador vai ser carregado ou apenas manter o valor anterior. O registrador de deslocamento é utilizado para deslocar o conteúdo para a direita ou para a esquerda. Deslocar a direita significa mover um bit armazenado (em um flip-flop) para o flip-flop que está à direita. Basicamente temos 4 tipos desses registradores dependendo da forma como entra e como sai a informação dos mesmos, sendo eles:
    • SISO: entrada em série (serial) e uma saída em série (serial).
    • PISO: entrada em paralelo e uma saída em série (serial).
    • SIPO: entrada em série (serial) e uma saída em paralelo.
    • PIPO: entrada paralela e uma saída paralela. O contador é um registrador que "conta" em binário. Ou seja, a cada sinal de relógio, o conteúdo do registrador é incrementado de uma unidade. MONTAGENS: Montagem 1: Nessa montagem será implementado um contador binário

assíncrono, crescente, de módulo 8, cujo ciclo de contagem seja do estado 0(000) ao estado 7(111). Na implementação será utilizado o CI 74LS112, flip flop JK. A Figura 1. apresenta o diagrama de transição de estados do Contador. Figura 1: Diagrama de estados da montagem 1. O contador deve possuir módulo 8 que equivale 2 3 , logo deverão ser utilizados 3 Flip Flops JK. O contador binário assíncrono, possui a característica de possuir apenas um Flip Flop conectado ao clock, as entradas de clock dos outros Flip Flops são conectadas às saídas do Flip Flop anterior. A entrada O possui função pausar/retomar, quando nível lógico baixo pausa a contagem e em nível lógico alto retoma a contagem. A entrada C reinicia a contagem quando possui nível lógico baixo. O valor de saída será incrementado a cada borda de descida do clock, indicado pela entrada CLK. A Figura 2 apresenta o bloco lógico do circuito. Figura 2: Circuito lógico do contador assíncrono de módulo 8; Figura 3: Diagrama elétrico da montagem 1; Abaixo segue a verificação de funcionamento da montagem 1,onde C(Clear) e O(J/K): Tabela 1 : Verificação do funcionamento; Montagem 2: Nessa montagem será implementado um contador binário síncrono, crescente, de módulo 6, cujo ciclo de contagem seja do estado 0(000) ao estado 5(101). Na implementação será utilizado o CI 74LS112. A Figura 4 apresenta o diagrama de transição de estados do contador

Na implementação será utilizado o CI 74LS195. Esse circuito integrado possui uma entrada S/L que em nível baixo determina que o CI opere como um Flip Flop tipo D, em que a entrada D será direcionada à saída Q correspondente. As entradas J e K não influenciarão no circuito, logo possuem condição de don’t care. A entrada MR em nível lógico baixo produz nível lógico baixo em todas as saídas Q. A Figura 9 apresenta o bloco lógico da montagem Figura 9 : Bloco lógico da montagem 3; Figura 10 : Diagrama elétrico da montagem 3; Tabela 3 : Verificação do funcionamento; Montagem 4: Nessa montagem será construído um contador de quatro bits bcd utilizando o CI 74190. O contador pode ser crescente ou decrescente, quando crescente contará de 0 (0000 0000 0000) até 999 ( 1111 1111), quando decrescente contará de 999 (1111 1111 1111) até 0 (0000 0000 0000). A Figura 11 apresenta o diagrama de transição de estados do contador, em que as setas vermelhas indicam a direção crescente e as setas azuis a direção decrescente. Figura 11 : Diagrama de estados da montagem 4 ; Na montagem serão utilizados 3 CI 74LS190. As entradas D de cada CI serão colocadas em nível baixo. A entrada E em nível baixo determina que o contador está ativado. A entrada PL em nível baixo faz o CI operar como Flip Flop tipo D, em que a entrada D será direcionada à saída Q correspondente. Dessa forma, como as entradas D estão em nível baixo, ao aplicar nível lógico baixo na entrada PL a contagem será reiniciada, colocando o valor 0000 na saída de cada CI. A entrada D/U em nível baixo determina que o

contador será crescente e em nível alto que o contador será decrescente. A saída RC0 indica quando o valor de contagem for igual a 9 (1001), assim poderá ser aplicado um pulso na entrada E do próximo CI de modo que será alterada o valor das dezenas ou centenas. A Figura 12 apresenta o diagrama lógico do circuito. Figura 12 : Circuito lógico da montagem 4; Figura 13 : Diagrama elétrico da montagem 4; Figura 14 : Verificação do funcionamento;

QUESTÕES:

1) Para o CI 7490 – contador década: a. Listar as funções realizadas; R: Cada CI 74LS90 contém quatro Flip Flops mestre-escravo e portas adicionais para fornecer um contador de divisão por dois e um contador binário de três estágios para o qual o comprimento do ciclo de contagem é dividido por cinco. Todos esses contadores têm um reset zero fechado e também têm entradas ajustadas para aplicações em BCD. b. Dar o circuito lógico em termos de blocos funcionais; R: c. Descrever os dois modos de se obter contador módulo 10. Dar os circuitos lógicos e os elétricos, indicando como a entrada reste reste 9 devem ser ligadas. Dar as sequências de contagem correspondentes; R: Para construir um contador devemos trabalhar com as entradas A, B e as entradas de reset, interligando saídas e entradas. No modo 1 a saída Q0 é interligada à entrada B. No modo 2 a saída Q é interligada à entrada A

Tabela 2

Saida

anterior

clk Saida

atual

Tabela 3

Saida anterior MR S/L J K CLK SAIDA ATUAL

Tabela 4

d e pl d/u Saida

anterior

clk

Saida atual Referências Bibliográficas :

**1. Manual de utilização e manutenção EXSTO - XD101.

  1. Guia de experimentos - Lab. Circuitos Lógicos - UFCG. 9
  2. TOCCI, Ronald Jr.; WIDNER, Neal, S.; MOSS, Gregory L. Sistemas Digitais. 10ed. Pearson Prentice Hall, 2008. Capítulo 3.**