Flip-Flops e Circuitos Sequenciais Sincronos e Assincronos - Sistemas Digitais

Sistemas Digitais Sistemas Digitais FlipFlops Sistemas Digitais Comportamento de circuitos sequenciais Segundo o comportamento de um circuito sequencial ele pode ser Assíncrono Síncrono Sistemas Digitais Circuitos sequenciais assíncronos Depende da ordem segundo a qual as entradas mudam e o estado do circuito pode se alterar a qualquer tempo como consequência de uma mudança de suas entradas Sistemas Digitais Circuitos sequenciais síncronos Síncrono utiliza um sinal especial denominado de relógio clock em inglês o qual tem a função de cadenciar uma eventual troca de estado Sistemas Digitais Em um circuito sequêncial síncrono o sinal de clock determina quando os elementos de memória faram os sinais de entrada serão utilizados pelo circuito Sistemas Digitais Sinal de relógio Clock Sistemas Digitais Pulso de relógio Clock Algo que é importante sabermos é que a onda quadrada como aprendemos na literatura é um sistema puramente didático Na realidade não existe uma mudança de estado em um tempo 0 zero Sistemas Digitais Onda quadrada ideal Onda trapezoidal real tr T T Sistemas Digitais FlipFlops Os elementos de memória utilizados nos circuitos sequenciais síncronos são denominados FlipFlops Sistemas Digitais FlipFlops Flipflop é o nome que é dado aos circuitos derivados dos latches porém ativados pela transição do sinal de controle Sistemas Digitais Com isso um FlipFlop é um circuito que permanece ativado apenas durante um intervalo de tempo muito pequeno após a ocorrência de uma transição do sinal de controle Sistemas Digitais Com isso uma eventual troca de estado só pode ocorrer durante esse breve intervalo de tempo em que o flipflop está ativado Sistemas Digitais Esse intervalo pode variar de acordo com a construção física do FlipFlop e pode variar pela transição de subida ou de descida do sinal de controle Sistemas Digitais Devido a esse comportamento podemos dizer que FlipFlops são disparados pela borda subida ou descida enquanto que latches são sensíveis ao nível lógico alto ou baixo Sistemas Digitais Devido a esse comportamento podemos dizer que flipflops são disparados pela borda subida ou descida enquanto que latches são sensíveis ao nível lógico alto ou baixo Sistemas Digitais Circuito detector de borda Um detector de borda básicamente faz com que a mudança no nível de saída só ocorra na borda de transição do clock Sistemas Digitais Circuito detector de borda Sistemas Digitais Circuito detector de borda Um detector de borda básicamente faz com que a mudança no nível de saída só ocorra na borda de transição do clock Sistemas Digitais Implementação de um circuito detector de borda O inversor produz atraso de alguns ns de forma que a transição em CLK ocorra um pouco após a de CLK A porta AND produz resposta quando ambos estão em nível ALTO ou BAIXO Resulta em pulso estreito CLK na borda de subida descida do sinal Sistemas Digitais A duração dos pulsos é normalmente de 2 a 5 ns A saída Q só será afetada por S e R neste curto período de tempo Sistemas Digitais Para se representar um circuito com gatilho por borda é utilizado a simbologia de um triangulo na entrada do clock Sistemas Digitais Flipflop Devido a esse comportamento podemos dizer que flipflops são disparados pela borda subida ou descida enquanto que latches são sensíveis ao nível lógico alto ou baixo Sistemas Digitais Flipflop RS Em um FlipFlop SR com gatilhamento por borda seu funcionamento se dá por Sistemas Digitais FF dispara na borda de subida Entradas Saída S R CLK Q 0 0 Q 0 Não muda 1 0 1 0 1 0 1 1 Ambíguo Q 0 é o nivel de saída anterior a de CLK de CLK não produz mudança em Q Não muda Set Reset Set Set Tempo Sistemas Digitais Os sinais S e R só têm efeito na ocorrência da borda de subida são chamadas de entrada de controle síncrona Sistemas Digitais Quando o gatilhamento se dá por bordas de descida o flip flop será ativado durante as bordas de descida de 1 para 0 Sistemas Digitais FlipFlop JK No FlipFlop RS S R 1 devido a um resultado incorreto na saída mas quando modificado o FF SR foi possível chegar em uma nova condição criando assim o Flip Flop JK Sistemas Digitais FlipFlop JK No FlipFlop JK não há condição proibida pois no lugar da condição proibida surge uma novo modo chamado de modo de comutação Toggle mode Sistemas Digitais FlipFlop JK J clock K Latch SR Q Tabela Verdade J K Q n1 0 0 Q n não muda 1 0 1 0 1 0 1 1 Q n comuta Sistemas Digitais FlipFlop JK Gatilhamento por Borda Sistemas Digitais FlipFlop JK Gatilhamento por Borda Podese ver que é idêntico ao FF SR porem com as realimentações das saídas Sistemas Digitais Exemplo de FlipFlop JK Gatilhamento por Borda Sistemas Digitais FlipFlop D Vimos que os Latches D são uma variação do Latch LS já o Flip Flop D é uma variação do Flip Flop JK com um inversor entre as duas entradas Sistemas Digitais FlipFlop D A entrada D é uma entrada de controle síncrona ou dado Seu funcionamento Q segue D na borda de subida em CLK Sistemas Digitais FlipFlop D D CLK J CLK K Q D CLK Q Sistemas Digitais FlipFlop D Exemplo