Circuitos Digitais Sequenciais – Flip-flops

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1 Circuitos Digitais Sequenciais – Flip-flops
Prof. Flávio Euripedes de Oliveira Baseado no material do Prof. Rodrigo Hausen

2 = Qi −1 Relembrando Latches Latch do tipo R-S (Reset-Set) R Q R Q Q S
Qi (reset Q) (set Q) Qi −1 (mantém Q) (estado proib X X ido)

3 = Qi −1 Qi −1 Relembrando Latches
Latch do tipo S-R (set-reset com entradas ativas em nível baixo) S Q S Q = Q R Q R S R Qi 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 X Qi 1 (reset Q) 0 (set Q) (mantém Q) X (estado proibido) Qi −1 Qi −1

4 Relembrando Latches Circuito de Habilitação (enable) S X En Y R

5 = Qi −1 Relembrando Latches Latch do tipo S-R com enable S En R Q Q En
R Qi (reseta Q) (seta Q) Qi −1 (mantém Q) X (proibido) ? (mantém Q, não importa R nem S)

6 = Qi −1 Relembrando Latches Latch do tipo D (data) D En S En R Q D En
En 1 Qi (reset) (set) ? Qi −1 (mantém, sem se importar com D)

7 Flip-flops Analise o comportamento do circuito abaixo. S Q Ck R Q

8 Flip-flops Analise o comportamento do circuito abaixo. S Q Ck R Q
(Primeiro conselho: “DON’T PANIC”)

9 Flip-flops Analise o comportamento do circuito abaixo. S Q Ck R Q
latch S-R c/ enable (mestre) latch S-R c/ enable (escravo)

10 Flip-flops Analise o comportamento do circuito abaixo. S Q S' S Q' Q
Ck En En' R R Q R' Q' Q

11 Flip-flops Analise o comportamento do circuito abaixo. S Q S' S Q' Q
Ck En En' R R Q R' Q' Q (Segundo conselho: use um diagrama de forma de onda)

12 Flip-flop S-R Diagrama de forma de onda

13 Flip-flop S-R Flip-flop S-R sensível à borda de descida do clock (borda negativa)

14 Flip-flop S-R Flip-flop S-R sensível à borda de descida do clock (borda negativa) S R Ck 0 0 ? Qi (mantem Q) →0 0 (reset Q) 1 0 1→0 1 (set Q) 1 1 1→0 X (proibido) Qi −1

15 Flip-flop S-R Flip-flop S-R sensível à borda de subida do clock (borda positiva) S R Ck 0 0 ? Qi (mantem Q) →1 0 (reset Q) 1 0 0→1 1 (set Q) 1 1 0→1 X (proibido) Qi −1

16 Flip-flop S-R: notação
Atenção: o livro do Floyd adota notação diferente para os flip-flops sens. à borda Floyd slides

17 Flip-flop S-R: Entradas Proibidas
Assim como o latch S-R e o latch S-R com enable, o flip-flop S-R não admite que ambas as entradas S e R estejam ativas quando a borda de descida/subida do clock é detectada.

18 Flip-flop S-R: Entradas Proibidas
Assim como o latch S-R e o latch S-R com enable, o flip-flop S-R não admite que ambas as entradas S e R estejam ativas quando a borda de descida/subida do clock é detectada. para um flip-flop S-R sensível à borda de subida, se S = 1, R = 1 e Ck fizer a transição 0→1, o circuito entra em oscilação descontrolada

19 Flip-flop S-R: Entradas Proibidas
Assim como o latch S-R e o latch S-R com enable, o flip-flop S-R não admite que ambas as entradas S e R estejam ativas quando a borda de descida/subida do clock é detectada. para um flip-flop S-R sensível à borda de subida, se S = 1, R = 1 e Ck fizer a transição 0→1, o circuito entra em oscilação descontrolada Solução 1: evitar que ambas as entradas fiquem em 1, fazendo um flip-flop D

20 Flip-flop D: memória síncrona de 1 bit
Flip-flop D sensível à borda de descida. D Ck Qi 1→0 0 (reset = armazena 0) 1 (set = armazena 1) 1 1→0 Se o circuito for feito com um flip-flop S-R sensível à borda de subida, o flip-flip D resultante terá tabela verdade: D 0 0→1 0 (reset = armazena 0) 1 (set = armazena 1) Ck Qi 1 0→1

21 Flip-flop J-K Solução 2 para o problema do estado proibido no flip-flop S-R: no flip-flop D, perdemos uma entrada separada solução sem perder entradas: S Q Ck R Q latch S-R c/ enable (mestre) latch S-R c/ enable (escravo)

22 Flip-flop J-K Solução 2 para o problema do estado proibido no flip-flop S-R: no flip-flop D, perdemos uma entrada separada solução sem perder entradas: J Q Ck K Q latch S-R c/ enable (mestre) latch S-R c/ enable (escravo)

23 Flip-flop J-K Flip-flop J-K (Jump-Kill): flip-flop S-R com inclusão de duas realimentações. J Q Ck K Q

24 Flip-flop J-K: Resumo J Q Ck K Q

25 Flip-flop J-K: Resumo J Q = Ck K Q

26 Flip-flop J-K: Resumo J Q = Ck K Q

27 Flip-flop J-K: Resumo J Q = Ck K Q

28 Flip-flop J-K: Aplicação
O que faz o circuito abaixo? entrada: Ck saídas: a2, a1, a0 Suponha que o estado inicial de cada saída é 0.

29 Flip-flop J-K: Aplicação
O que faz o circuito abaixo? entrada: Ck saídas: a2, a1, a0 Suponha que o estado inicial de cada saída é 0. É um contador de 3 bits!