Lógica sequencial, registos e contadores
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Adriano A. Santos Departamento de Engenharia Mecânica Politécnico do Porto
AUTOMAÇÃO E CONTROLO
2.ª Parte
SISTEMAS BIESTÁVEIS COM ATIVAÇÃO POR FLANCOS A FLIPFLOP Em muitas situações é necessário sincronizar o funcionamento de vários e diferentes circuitos e, como tal, controlar o momento em que o circuito pode mudar de estado. É verdade que alguns dos circuitos biestáveis são desenvolvidos de maneira que o seu estado só possa ser alterado através da aplicação de um sinal de ativação, reação a um sinal de entrada de flanco de subida ou de descida (ascendente ou descendente), denominado relógio (CLK). Estes circuitos biestáveis são normalmente conhecidos como circuitos de ativação por flanco, ou mais comummente por flip-flops. Os flip-flops são dispositivos síncronos, o que significa que a saída altera o seu estado num instante específico e único aquando da ativação da entrada (relógio), ou seja, as alterações da saída são produzidas sincronizadamente com o relógio. Poderemos então encontrar dois tipos de flip-flops: • Ativados por flanco de subida (ascendente) do sinal do relógio (transição de 0 para 1); • Ativados por flanco de descida (descendente) do sinal de relógio (transição de 1 para 0).
apresentado na Figura 11, flip-flop ativado por um flanco ascendente (quando transita de 0 para 1).
1 S 0 1 R 0 1 CLK 0
a
b
c
d
e
f
g
h
i
j
1 Q 0
Tempo Sem alteração
Set
Reset
Set
Set
Figura 11. Exemplo de formas de onda das entradas e saídas de um flip-flop
robótica
S-R ativado por flanco ascendente.
FLIPFLOPS SR ATIVADO POR FLANCO Estes sistemas assemelham-se aos latch R-S, excetuando-se o facto de que o circuito só responderá às entradas de flanco ascendente ou descendente do sinal do relógio. As suas representações gráficas e tabela de verdade (Figura 10) assemelham-se às dos latches com entrada habilitada, substituindo-se unicamente as entradas por uma entrada de relógio.
S
S
Q
CLK
CLK R
Q
R
a)
S
R
0 0
Q
Q
Por seu lado, o funcionamento do flip-flop R-S ativado por um flanco descendente é, consequentemente, idêntico ao de flanco ascendente, excetuando-se na ativação que terá lugar no flanco de descida do sinal do relógio (quando transita de 1 para 0). Embora não seja necessário fazer uma análise detalhada do circuito interno de um flip-flop com relógio, dado que todos os tipos se encontram disponíveis nos circuitos integrados (IC – Integrated Circuit), o nosso principal interesse está relacionado com as operações externas do flip-flop pelo que a compreensão destas operações externas pode ser auxiliada pela análise de uma versão simplificada do circuito flip-flop. Na Figura 12 apresenta-se um diagrama de um circuito interno de um flip-flop S-R acionado por flanco.
b) S
CLK
Qn
Qn
0
X
Qn–1
Qn–1
Sem alteração
1
ј
0
1
RESET
1
0
ј
1
0
SET
1
1
ј
?
?
Não permitido
Q
CLK
Q Figura 10. Flip-flop S-R e tabela de verdade: a) Ativação por flanco ascendente, b) ativação por flanco descendente.
Na ausência da transição do relógio, o flip-flop permanece no seu modo de memória, como se pode constatar no diagrama
R Figura 12. Versão simplificada do circuito interno de um flip-flop S-R ativado por um flanco.