O documento descreve os circuitos de flip-flops JK, D e latch D transparente. Explica como cada um opera, incluindo suas entradas, saídas e como respondem aos pulsos de clock. Também fornece exemplos de suas aplicações em circuitos digitais como contadores e transferência de dados paralela.

1. FLIP FLOPS – Parte 4
CIRCUITOS DIGITAIS
CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO
UNIVERSIDADE DO SAGRADO CORAÇÃO

2. FF JK com CLOCK
• As entradas J e K funcionam como as entradas S e R
• Este FF não resulta em uma saída inválida quando J =
K = 1
• MODO DE COMUTAÇÃO – toggle mode:
• Ocorre quando ambas as entradas (J e K) tem o nível
lógico alto.
• O FF mudará de estado lógico para cada borda de
subida do sinal de clock.
• O FF sempre muda para o estado lógico oposto no
instante da borda de subida do sinal de clock

3. FF JK com CLOCK
• Considerando os parâmetros de tempo de setup e
hold, o FF JK com CLOCK opera da seguinte forma:
• Todas as entradas estão em nível 0
• Suponha Q=1, Qo = 1
• PONTO A:
• Ocorre a borda de subida do primeiro pulso de clock.
• J = 0, K = 1, Q = 0.
• O FF é resetado

4. FF JK com CLOCK
• PONTO C:
• Ocorre a borda de subida do segundo pulso de clock
• J = K = 1
• O FF comuta para o estado oposto
• Q = 1
• PONTO E:
• Ocorre a borda de subida do terceiro pulso de clock
• J = K = 0
• O FF não muda de estado nessa transição de clock

5. FF JK com CLOCK
• PONTO G:
• J = 1, K = 0 faz Q = 1
• A saída já está no nível lógico 1 neste momento
• Portanto, a saída permanece no mesmo valor
• PONTO I:
• J = K = 1
• O FF comuta para o estado lógico oposto
• O mesmo ocorre no ponto K

6. FF JK com CLOCK

7. FF JK com CLOCK

8. FF JK com CLOCK

9. FF JK com CLOCK
• O circuito interno do FF JK é muito parecido como FF SR
• Diferença: as saídas Q e Q são realimentadas para o circuito
direcionador de pulsos formados pelas portas NAND
• Essa realimentação é que permite a comutação
• Considere J = K = 1 e Q = 0 quando ocorrer o pulso de clock
• Q = 0, Q = 1, a porta NAND 1 direciona CLK para a entrada SET
do latch NAND, o que gera Q = 1

10. FF JK com CLOCK
• Considere que Q = 1 quando ocorrer o pulso de clock
• A porta NAND 2 direciona CLK para a entrada RESET do LATCH,
o que gera Q = 0
• Q sempre irá para o estado oposto
• O pulso do clock precisa ser estreito para que o circuito
funcione como descrito
• O pulso precisa voltar para 0 antes que as saídas comutem
para os novos valores
• Se não for assim, os valores novos das saídas farão o pulso
comutar a saída do latch novamente

11. FF JK com CLOCK
• J = k = 1 é muito utilizada em todos os tipos de contadores
binários
• O FF JK com CLOCK pode fazer tudo o que um FF SR faz
• Pode operar em modo de comutação
• É muito mais versátil que o FF SR

12. FF D com CLOCK
• Não tem duas entradas como o FF JK e o FF RS
• Tem apenas uma entrada denominada D (dados)
• Operação: a saída Q irá para o mesmo estado lógico presente
na entrada D quando ocorrer uma borda de subida em CLK
• O nível lógico presente na entrada D será armazenado no FF
no instante em que ocorrer a borda de subida do clock

13. FF D com CLOCK

14. FF D com CLOCK
• Considere Q = 1
• PONTO A:
• Primeira borda de subida do clock
• D = 0, Q = 0
• Mesmo que o nível lógico na entrada D mude entre os
PONTOS A e B, isso não afeta a saída Q, que armazena o
nível 0 que estava na entrada D no PONTO A
• PONTO B:
• D = 1, Q = 1
• Q armazenará 1 até que uma borda de subida do clock em
C faça a comutação

15. FF D com CLOCK
• PONTOS D, E, F, G
• A saída Q assume o nível lógico presente na entrada D quando
ocorrem as bordas de subidas de clock nesses pontos
• No PONTO E Q = 1 porque D = 1
• A saída Q só pode mudar de estado quando ocorre uma borda
de subida no clock
• A entrada D não tem efeito entre bordas de subida

16. FF D com CLOCK
• PONTOS D, E, F, G
• A saída Q assume o nível lógico presente na entrada D
quando ocorrem as bordas de subidas de clock nesses
pontos
• No PONTO E Q = 1 porque D = 1
• A saída Q só pode mudar de estado quando ocorre uma borda
de subida no clock
• A entrada D não tem efeito entre bordas de subida
• Um FF D acionado por borda de descida funciona da mesma
maneira

17. FF D com CLOCK
• Circuito interno

18. Transferência de dados em paralelo
• A saída Q de um FF D assume o valor da entrada apenas em
determinados instantes, portanto, entrada e saída não são
identicas
• As aplicações de FF D exigem que a saída assuma o valor da
entrada apenas em instantes definidos com precisão
• Exemplo de aplicação: transferência paralela de um dado
binário. Por exemplo, três bits podem ser transferidos
simultaneamente.

19. Transferência de dados em paralelo

20. LATCH D TRANSPARENTE
• O FF D disparado por borda usa um circuito detector de borda
para garantir que a saída responda à entrada D APENAS
quando ocorrer a transição ativa do clock.
• Se esse detector não for usado, o circuito resultante opera de
maneira diferente. Esse é o circuito LATCH D TRANSPARENTE.
• LATCH D TRANSPARENTE
• Não tem circuito detector de borda
• Contém um LATCH NAND
• Contém um direcionador de pulsos
• Contém uma entrada de HABILITAÇÃO (ENABLE – EN)

21. LATCH D TRANSPARENTE
• Operação do LATCH D
• EN = 1
• SET ou RESET serão 0
• Q terá o mesmo valor de D
• Se D mudar de nível enquanto EM = 1, a saída Q
acompanhará a mudança
• Enquanto EN = 1, Q = D

22. LATCH D TRANSPARENTE
• Operação do LATCH D
• EN = 0
• D estará desabilitada a alterar o LATCH NAND
• As saídas das duas portas direcionadoras serão mantidas
em 1
• Q e Q permanecem no mesmo nível que estavam ANTES
que a entrada EN fosse para 0
• As saídas tem os níveis lógicos fixos
• Não podem mudar de valor enquanto EN = 0 mesmo que D
modifique

23. LATCH D TRANSPARENTE

24. Exercícios
• É verdade que um FF JK pode ser usado como um SR, porém
um FF SR não pode ser usado como um JK?
• Um FF JK tem alguma condição de entrada ambígua?
• Que condição de entrada para J e K sempre seta a saída Q no
instante em que ocorre a transição ativa de CLK?
• O que acontecerá com a forma de onda da saída Q se a
entrada D for mantida permanentemente em nível baixo?
Veja as formas de onda no slide 6.

25. Exercícios
• É verdade que a saída Q será igual ao nível lógico na entrada D
em todos os instantes?
• FF JK podem ser usados para transferência paralela de dados?
• Descreva a diferença na operação de um LATCH D e um FF D
disparado por borda
• É verdade que um LATCH D está no modo transparente
quando EN = 0?
• É verdade que em um LATCH D, a entrada D pode influenciar a
saída Q apenas quando EN = 1?