Contadores e registradores de deslocamento

Olá, pessoas!

Na nossa última postagem, tivemos um pouco de contato com os flip flops e aprendemos um pouco sobre seu funcionamento. Na postagem de hoje, vamos entender algumas de suas aplicações e como flip flops podem trabalhar em conjunto formando sistemas complexos e muito úteis.

Vamos começar falando sobre os contadores. Os contadores são componentes capazes de executar uma sequencia de contagem, geralmente em binário, BCD, Gray e códigos que envolvem números binários. Existem basicamente dois tipos de contadores: os síncronos e os assíncronos. Neste post, estaremos focando mais nos contadores assíncronos. De qualquer forma, ambos os tipos utilizam flip flops tipo T conectados em conjunto para fazer a contagem. Também é possível desenvolver um contador usando flip flops do tipo JK, visto que o flip flop T funciona como um JK com ambas as entradas (J e K) conectadas em um sinal alto.

Nos contadores assíncronos, o primeiro flip flop do conjunto recebe um sinal de clock, enquanto os outros flip flops recebem no clock o sinal vindo da saída barrada do flip flop anterior:

No vídeo a seguir é possível compreender o funcionamento do contador. A cada pulso de clock o contador aumenta um número em suas saídas. É possível notar que a saída do flip flop que recebe o pulso de clock diretamente contém o bit menos significativo.

A seguir, vamos compreender o funcionamento dos registradores. Assim como os contadores, existem vários tipos de registradores. Neste post vamos focar mais nos registradores de deslocamento. Este tipo de componentes também é feito utilizando flip flops, mas dessa vez são utilizados flip flops tipo D, diferente dos contadores, que utilizam flip flops tipo T. Também é possível fazer registradores usando flip flops JK, visto que os flip flops D podem ser feitos utilizando flip flops do tipo JK, ligando a entrada J e K em um mesmo sinal e invertendo o sinal da entrada K.

Os registradores são capazes de coletar um conjunto de dados e guardá-los dentro de si. Estes dados podem ser fornecidos para o registrador em série ou em paralelo. O registrador que veremos hoje possui a entrada de dados em série e a saída em paralelo.

Este tipo de registrador se chama "registrador de deslocamento" pois o bit adicionado no registrador a cada pulso de clock faz com que os bits que já estão guardados no registrador se movam para a frente. No vídeo abaixo é possível ver este processo:

Como pudemos ver neste post, os flip flops são muito úteis para diversas funções e podem fazer tarefas incrivelmente complexas e importantes quando trabalham em conjunto. Isso até lembra um pouco a nossa sociedade, não é mesmo? Também é possível fazer circuitos parecidos com os registradores de deslocamento utilizando relés, por exemplo, mas é muito mais complexo e ineficiente do que a forma utilizando flip flops:

Enfim, este foi o post de hoje. Espero que tenham gostado e que tenha sido interessante. Até a próxima!

Podcast sobre flip flops

Olá a todos!

No post de hoje, veremos um pouco sobre os chamados flip flops e também um pouco sobre o latch, que é bastante parecido com os flip flops e, na realidade, faz parte da construção dos mesmos. Porém, no post de hoje, faremos algo ligeiramente diferente. Ao invés de um post com um texto enorme e cansativo, hoje teremos uma postagem em forma de podcast. Porém, entendo que muitas vezes se torna difícil visualizar e imaginar o que se está sendo dito em um áudio e por este motivo, serão disponibilizadas algumas imagens neste post, para que se possa ter uma referência durante o podcast.

Para fazer uma introdução rápida, um flip flop é um componente muito utilizado como memória, visto que é capaz de guardar um único bit dentro de si. Circuitos capazes de guardar informações em sua “memória” e que podem variar sua saída não apenas dependendo dos sinais de entrada, mas também dos sinais de saída anteriores são chamados de circuitos sequenciais. Existem vários tipos de flip flops, mas todos eles têm origem em um componente chamado “latch”. Este componente é muito simples, porém muito útil. Se trata de um circuito que possui duas entradas: uma chamada “set” e outra chamada “reset” e duas saída: Q e Q', onde Q' é o sinal de Q invertido. Ao adicionar um sinal na entrada “set”, a saída Q assume valor 1 e a saída Q' assume o valor 0. Já quando a entrada reset recebe um sinal, o inverso acontece. Q se torna 0 e  se torna 1. Veja abaixo uma imagem do circuito responsável pelo funcionamento deste componente:

O flip flop tem sua origem neste mesmo componente. A diferença é que o flip flop depende de um sinal chamado clock para que as suas entradas se modifiquem. Mesmo que uma das entradas possua um sinal, caso o clock não esteja ativo, o estado das saídas não se modifica. É muito importante lembrar que existem vários tipos de flip flops. No mini podcast a seguir, iremos ver o funcionamento de vários tipos e, para facilitar o entendimento, abaixo temos as imagens referentes a cada um dos tipos:

Flip Flop RS síncrono

Flip Flop do tipo T

Flip Flop do tipo D

Flip Flop com preset e clear

A seguir, fique com o podcast. Para fazer o download clique nas três bolinhas ao lado do controle de volume do player (recomendo que faça o download para ouvir, visto que o player utilizado não é muito eficiente):