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Circuitos Lógicos Sequenciais
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Sumário
Análise de circuitos sequenciais Tabela de transição de estados Diagrama de estados
Projecto de circuitos sequenciais Modelos de Moore e Mealy Procedimentos de projecto Projecto com flip-flops D Projecto com flip-flops JK
3
Tabelas Características
J K Qt+1
0 0
0 1
01
1 1
Qt
0
1
Qt
Flip-flop JKD Qt+1
0
1
0
1
Flip-flop D
T Qt+1
0
1
Qt
Qt
Flip-flop T
S R Qt+1
0 0
0 1
01
1 1
Qt
0
1
?
Flip-flop SR
As tabelas características dos flip-flops são fundamentais para a análise e o projecto de circuitos sequenciais.
Relembrando a aula anterior...
4
Análise de Circuitos Sequenciais
Ferramentas para análise e projecto de circuitos sequenciais
Tabela de estados do circuito Equações de entrada dos flip-flops e das
saídas do circuito Diagrama de estados
5
Análise de Circuitos Sequenciais
Exemplo:
Entradas: X e Y Saídas: Z
6
Análise de Circuitos Sequenciais
Tabela de estados
At At+1X Y Z
0
0
0
0
1
1
1
1
0 0
0 1
1 0
1 1
0 0
0 1
1 0
1 1
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
Estadoactual Entradas
Próximoestado Saída
7
Análise de Circuitos Sequenciais
Equações Entrada dos Flip-flops:
Saídas do circuito:
Diagrama de estados
YXADA
AZ
8
Projecto de Circuitos Sequenciais
9
Modelos de Circuitos Sequenciais
Modelo de Moore As saídas dependem apenas do estado No diagrama de estados, o valor das saídas é
representado junto ao estado
Os valores das saídas só se podem alterar após uma transição de estados, ou seja, quando há um impulso de relógio
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Modelos de Circuitos Sequenciais
Modelo de Mealy As saídas dependem do estado e das entradas No diagrama de estados, o valor das saídas é
representado junto das entradas (na transição de estados)
Os valores das saídas podem-se alterar imediatamente após serem alterados os valores das entradas
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Modelos de Circuitos Sequenciais
Modelo de Mealy Exemplo de diagrama de estados
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Procedimentos de Projecto
A partir da especificação, obter o diagrama de estados (modelo de Moore ou Mealy)
Atribuir códigos binários a cada estado do diagrama
Obter a tabela de estados
Escolher o tipo de flip-flops a utilizar
Obter as equações de entrada de cada flip-flop
Obter as equações das saídas
Desenhar o circuito
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Projecto com Flip-flops D
Pretende-se obter o circuito correspondente ao seguinte diagrama de estados. Vai-se projectar o circuito utilizando flip-flops D.
Entrada: X
Saída: Y
Nº de estados: 4
Nº de flip-flops: 2
Modelo: Mealy
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Projecto com Flip-flops D
Tabela de estados
A B
0 00 00 10 11 01 01 11 1
X
01010101
A' B'
0 00 11 00 11 01 11 10 0
Y
01000100
Estadoactual
Próximoestado
Entrada Saída
15
Projecto com Flip-flops D
Equações
16
Projecto com Flip-flops D
Circuito
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Projecto com Flip-flops JK
Projecto com flip-flops JK
Quando se projectam circuitos com flip-flops D, as equações à entrada dos flip-flops são obtidas directamente a partir do próximo estado.
Com flip-flops JK, será necessário derivar equações para as entradas J e K de cada flip-flop. Isso poderá ser realizado com base nas tabelas de excitação dos flip-flops.
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Projecto com Flip-flops JK
Tabelas de excitação
J K
0 X
1 X
1X
X 0
Flip-flop JK
Qt+1Qt
0 0
0 1
01
1 1
S R
0 X
1 0
10
X 0
Flip-flop SR
Qt+1Qt
0 0
0 1
01
1 1
19
Projecto com Flip-flops JK
Tabelas de excitação
D
0
1
0
1
Flip-flop D
Qt+1Qt
0 0
0 1
01
1 1
T
0
1
1
0
Flip-flop T
Qt+1Qt
0 0
0 1
01
1 1
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Projecto com Flip-flops JK
Pretende-se realizar um circuito correspondente ao diagrama de estados anterior, mas utilizando flip-flops JK.
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Projecto com Flip-flops JK
Tabela de estados
A B
0 00 00 10 11 01 01 11 1
X
01010101
A' B'
0 00 11 00 11 01 11 10 0
Y
01000100
Estadoactual
Próximoestado
Entrada Saída
JA KA J B KB
0 X0 X1 X0 XX 0X 0X 0X 1
0 X1 XX 1
X 1X 0
X 00 X1 X
Entradas dosflip-flops
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Projecto com Flip-flops JK
Circuito
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Considerações Finais
Flip-flops D vs. flip-flops JK
Flip-flops D – o projecto do circuito é mais simples, mas o circuito resultante é geralmente mais complexo (mais portas lógicas e mais ligações).
Flip-flops JK – o projecto do circuito é mais complicado, mas o circuito resultante é geralmente mais simples.
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