Contadores

Contadores Síncronos

Nos contadores assíncronos, os flip-flops são ligados em cascata, tendo diferentes frequências. Cada flip-flop opera na metade da frequência do anterior. Os circuitos são simples, mas podem apresentar problemas com frequências muito altas, pois, devido a variações de tempos de resposta, podem ocorrer atrasos de propagação dos flip-flops.

Esses problemas de atrasos podem ser reduzidos com o uso de contadores síncronos ou paralelos onde os flip-flops recebem, simultaneamente (em paralelo), o mesmo clock de entrada.

Por outro lado, como todos os flip-flops são acionados pelo mesmo clock, alguma lógica de controle precisa ser adicionada para controlar o momento em que um flip-flop deve comutar e o momento que deve permanecer inalterado, quando ocorrer um pulso de clock. A Figura 12 mostra um contador síncrono de 4 bits (módulo 16) com essa lógica adicional.

Comparando esse contador síncrono da Figura 12 com o contador assíncrono da Figura 8, podemos identificar as seguintes diferenças:

• No contador síncrono (Figura 12(a)), as entradas de clock (CLK) estão conectadas juntas e, dessa forma, todos os flip-flops recebem o sinal de clock, simultaneamente.
• Apenas o flip-flop A (que representa o bit menos significativo) tem suas entradas J e K sempre em '1'. As entradas J e K dos outros flip-flops são acionadas por uma combinação lógica das saídas dos flip-flops.
• O contador síncrono requer um circuito maior do que o contador assíncrono, devido à lógica de controle adicional.

Se você observar a Figura 12(b), que mostra a tabela do contador síncrono, poderá verificar que:

• A sequência de contagem mostra que o flip-flop A tem de mudar de estado em toda borda de descida do clock. Por isso, suas entradas J e K estão sempre em '1' para que ele comute em cada borda de descida do clock de entrada.
• Na sequência de contagem, o flip-flops B tem de mudar de estado nas bordas de descida que ocorrerem quando A = 1. Por exemplo, quando a contagem for 0001, a próxima borda de descida deverá comutar B para '1' para que o próximo valor seja 0010; quando for 0011, deverá comutar B para '0' para que o próximo valor seja 0100; e assim por diante. Isso vai ser conseguido conectando a saída de A nas entradas J e K de B, e assim ter em B: J = K = 1 apenas quando A = 1.
• O flip-flop C só deve comutar quando A = B = 1. Então, é necessário conectar o sinal lógico AB nas entradas J e K de C para que ele comute apenas quando A = B = 1.
• Por analogia, o flip-flops D só deve comutar quando A = B = C = 1. Então, é necessário conectar o sinal lógico ABC nas entradas J e K de D para que ele comute apenas quando A = B = C = 1.

Os contadores síncronos também podem ser usados como contadores de década, bem como fazerem contagens decrescentes, assim como podemos fazer com os contadores assíncronos.

Agora que você entendeu como funcionam os contadores síncronos e assíncronos, responda a atividade a seguir: