PRÁTÍCA 6 – CONTADOR HEXADECIMAL

Objetivo:

• Descrever o funcionamento de contadores assíncronos.
• Verificar o funcionamento de um contador assíncrono hexadecimal.
• Verificar o funcionamento de um contador assíncrono de década (0 a 9).

Teoria:

Um contador binário é um circuito capaz de contar, segundo uma determinada sequência, o número de pulsos (ou clocks) que recebe em sua entrada. Um contador assíncrono é aquele em que o clock é aplicado ao primeiro estágio e os estágios seguintes utilizam como clock a saída do estágio anterior.

Tarefa:

1 – Montar um circuito contador assíncrono de 0 a 15 usando o simulador online Falstad,

Este é um circuito de um contador assíncrono de 4 bits. Perceba que o clock do Flip Flop Q1 vem a partir do Flip Flop Q0.

Esse contador é capaz de contar em binário os clocks de entrada (CLK) desde 0000 até 1111 (ou seja, de 0 a 15 em decimal), como mostrado na tabela abaixo:

Para montar o circuito de clock no simulador, usaremos uma chave (SPDT), um resistor de 1KΩ, massa (GND) e +5V, como mostrado abaixo. Dessa forma, cada vez que a chave for modificada, um clock será fornecido ao contador:

Coloque os quatro Flip Flops JK do lado da estrutura de clock e faça as ligações necessárias, se desejar, use este circuito como base.

A seguir, para visualização, você deve montar um decodificador e colocar um display de 7 segmentos. Como mostrado abaixo:

O decodificador de 7 segmentos recebe um valor em binário e acende o display com este valor. Por exemplo, se I3,I2,I1 e I0 forem iguais a 0000, o display mostrará “0” como indica a figura. Veja o decodificador e display nesse circuito.

Você deve agora ligar I3 a Q3, I2 a Q2, I1 a Q1 e I0 a Q0. Clique na chave e veja o funcionamento do contador, o que acontece? (você deve montar o circuito inteiro no simulador, mas caso haja algum problema, veja aqui montado).

2 – Modificar o contador para contar de 0 a 9 apenas (contador de década):

Para que isso seja possível, precisamos adicionar um pino de RESET (também conhecido como CLEAR) em todos os Flip Flops clicando com o botão da direita, clicando em “editar” e habilitando “pino de reset” e “inverter reset”. Pode usar este circuito como base.

Montaremos um circuito que quando Q3Q2Q1Q0 for igual a 10 (1010) faremos um reset e o contador contará apenas até 9. Em outras palavras, o reset ocorrerá quando Q3=Q1=1.

Dessa forma, será necessária uma porta NAND que receba Q3 e Q1 e conecte-se a todos os resets dos quatro flip flops, como mostrado abaixo:

Você deve agora conectar o display e o decodificador de 7 segmentos da mesma forma que no circuito anterior. Clique na chave e veja o funcionamento do contador, o que acontece? (você deve montar o circuito inteiro no simulador, mas caso haja algum problema, veja aqui montado).