Projete um registrador de deslocamento de 3 bits usando Flip-Flops do tipo D com entrada serial e saída paralela, e descreva a sua utilização como um circuito divisor por 2 .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa projetar um registrador de deslocamento de 3 bits usando Flip-Flops do tipo D, com entrada serial e saída paralela. Além disso, vamos ver como esse circuito pode funcionar como um divisor por 2. Para isso, vamos precisar entender como os flip-flops D funcionam, como conectar eles para criar o registrador de deslocamento e depois como usar esse registrador para dividir a frequência.

Passo 2

Primeiro, vamos lembrar como funciona um Flip-Flop tipo D. Esse flip-flop tem duas entradas principais: D (dados) e CLK (clock). Na borda do clock (geralmente a subida), o valor presente na entrada D é capturado e armazenado na saída Q. Isso significa que o flip-flop “desenha” o valor de D na saída na próxima borda do clock.

Passo 3

Agora, vamos montar o registrador de deslocamento de 3 bits. Um registrador de deslocamento é basicamente uma cadeia de flip-flops conectados de forma que o valor de saída de um flip-flop seja a entrada do próximo. Para 3 bits, vamos precisar de três flip-flops D.

Passo 4

Vamos conectar os flip-flops em série:
  • A entrada serial será conectada à entrada D do primeiro flip-flop.
  • A saída Q do primeiro flip-flop será conectada à entrada D do segundo flip-flop.
  • A saída Q do segundo flip-flop será conectada à entrada D do terceiro flip-flop.
  • Todas as entradas CLK dos flip-flops serão conectadas ao mesmo sinal de clock.

Passo 5

A saída paralela é obtida pegando as saídas Q de cada flip-flop. Então, teremos três saídas paralelas, representando os 3 bits armazenados no registrador. Essas saídas podem ser usadas para várias aplicações, como armazenar dados ou realizar operações lógicas.

Passo 6

Agora, vamos ver como esse registrador de deslocamento pode funcionar como um divisor por 2. Um divisor por 2 basicamente reduz a frequência do sinal de clock pela metade. Para conseguir isso, podemos usar o estado do registrador para alternar entre 0 e 1 a cada dois pulsos de clock.

Passo 7

Vamos usar apenas o primeiro flip-flop do registrador. Cada vez que um pulso de clock ocorre, o valor na entrada D é deslocado para a saída Q. Se a entrada serial for conectada ao complemento de Q (isto é, ), o flip-flop irá alternar entre 0 e 1 a cada pulso de clock. Isso efetivamente divide a frequência do clock original por 2, j�� que a saída Q muda de estado a cada dois pulsos.

Resposta

Pronto! Projetamos um registrador de deslocamento de 3 bits usando flip-flops D com entrada serial e saída paralela. Além disso, vimos que ao usar apenas o primeiro flip-flop com a entrada D conectada ao complemento de Q, conseguimos utilizar o registrador como um divisor por 2, reduzindo a frequência do sinal de clock pela metade.

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Porta Lógica Atraso (ns)
Inversora 1
AND, NAND (com duas entradas) 2
OR, NOR (com duas entradas) 3
AND, NAND (com três entradas) 4
OR, NOR (com três entradas) 5
AND, NAND (com quatro entradas) 6
OR, NOR (com quatro entradas) 7
Considerando o circuito projetado, as informações técnicas, e a possibilidade de simplificação, qual o menor tempo de resposta possível para o acionamento desse sistema de alarme?
(a) 8 ns
(b) 7 ns
© 6 ns
(d) 5 ns
(e) 4 ns
Com relação à entrada CLK (Clock) de um Flip-Flop, o termo (b) Essa entrada é ativada pela transição do sinal de clock.
Resolva os sistemas lineares a seguir usando o método da Eliminação de Gauss e a fatoração LU.
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