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ELETRÔNICA DIGITAL - CIRCUITOS SEQUENCIAIS
AULA 01:  FLIP FLOP RS

1. Introdução
Em um   circuito seqüencial  o estado seguinte depende  das  condições do estado anterior, isto é, o  circuito tem  memória.  O elemento básico de memória  é o Flip – Flop.  Um Flip Flop tem duas saídas complementares (quando uma está em  nível alto a outra estará em nível baixo e vice-versa).  Os  estados  designados pelos números 0 (0V) e 1 (5V).

1.1. Flip-Flop ou Biestável
Nos   circuitos  combinacionais  as  saídas são uma   função das entradas   no mesmo instante, isto é, esses circuitos não são  capazes de  lembrar dos estados anteriores das entradas (dizemos que não  tem memória). Os circuitos seqüenciais são circuitos que tem memória,  isto é,   são capazes de lembrar dos estados anteriores.  O elemento básico de um   circuito seqüencial é um flip-flop.  Um flip-flop é   um dispositivo biestável com dois estados:  Em um deles a saída (Q) será  “ 0 ’’ e no outro estado  a  saída será "1".Para mudar de estado os valores das entradas  deve mudar de acordo com uma tabela (tabela verdade).


1.2. FF RS Assíncrono
A seguir na figura 1 o bloco representativo  de um FF RS e a sua TV com as 4 possibilidade.  Observe que tem  duas  entradas R(Reset)  e S(Set) e duas saídas  ditas complementares:

Q  e      desta forma se  Q=0     =1    e se  Q=1    =0, dizemos que as saidas são complementares.

Figura 1: FF RS   ( a ) Simbolo   ( b ) Tabela Verdade

Esse FF tem duas  desvantagens:
a) A saídas mudam  imediatamente após  as  entradas mudarem
b) Quando as entradas estão em  nível alto as saídas  serão indefinidas .

O primeiro caso é um problema lógico, pois as mudanças  de dados nas células serão casuais, não sendo possível  controlar a operação. A solução para esse problema  é o FF RS síncrono. Neste elemento as mudanças de estado  acontecerão somente com o aparecimento de um pulso de relógio.  
O segundo caso será resolvido com o FF JK.


1.3.   FF RS com Portas Assíncrono   
Existem várias formas de  se construir um FF RS. Mostraremos uma delas, com  portas NAND. O FF é  chamado de assíncrono  se o seu funcionamento não é  controlado por pulsos periódicos chamados de relógio ou clock., Figura 2.


Figura 2: Circuito do FF RS construído com portas  NAND


Na Figura 2 os níveis  lógicos são modificados através das chaves S e R (no MultiSIM  para mudar a posição da chave pressione a tecla correspondente  no teclado).  Esse FF tem a  TV mostrada a seguir.

Tabela Verdade do FF RS
RSQ
Estado
00Não mudaNão mudaO estado do FF não se altera
0101Impõe 0 (reseta)
1010
Impõe 1 (seta)
1111leva a uma indeterminação quando as entradas voltarem a ser 0
Da Tabela Verdade  podemos concluir  que não é permitido que as entradas sejam iguais a 1 ao mesmo  tempo.

1.4.  FF RS com Relógio  (Clock)
       Muitas vezes é  necessário sincronizar a operação de um FF com o resto  do circuito. Para isso usamos um pulso de freqüência  conhecida chamado de relogio (clock). A Figura 3 mostra como construir o FF RS adicionando um clock (C). A chave C estando em nível 1 habilita o circuito  de acordo com a Tabela Verdade   já vista. quando C=0 então a saída ficará  no mesmo estado mesmo que as entradas R e S variem.


Figura 3: FF RS com clock (C)

Tabela Verdade do FF RS com clock (C)
CRSQ
Estado
100Não mudaNão mudaO estado do FF não se altera
10101Impõe 0 (reseta)
11010
Impõe 1 (seta)
11111leva a uma indeterminação quando as entradas voltarem a ser 0
0XXNão MudaNão Muda
Obs:   X   significa  irrelevante, isto é, qualquer valor

2.  Experiência: FF RS com Portas  
2.1. Abra o  arquivo ExpDG2_01  FF RS com portas NAND e identifique o circuito da figura02. Preencha  a  Tabela Verdade  para todas as combinações possíveis das entradas. Use as teclas R e S do computador para mudar o estado da saida.
Figura 4: FF RS para experiencia 1
RS
00
01
10
11
2.2. Escreva as suas conclusões.


3. Experiência:  FF  RS com Relógio  
3.1.  Abra o arquivo ExpDG2_02  FF RS com portas NAND e clock e identifique o  circuito da Figura 4. Preencha a Tabela Verdade para todas as combinações das entradas R, S e C(Clock).

Figura 4: Circuito para experiencia 2 - FF RS com clock
CRSQ
100

101

110

111

0XX

3.2. Escreva as suas conclusões.

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