Há dois tipos de circuitos sequenciais: assíncronos e síncronos.
Circuitos sequenciais assíncronos
O circuito sequencial assíncrono é operado através de níveis de tensão (“0” ou “1”), da entrada. Assim, as mudanças na entrada podem alterar o estado do circuito. A saída é alterada, quando a variável de entrada é mudada.
Circuitos sequenciais síncronos
Em circuitos sequenciais síncronos, a sincronização é feita pelo sinal de clock. A sincronização das saídas é feita, pelas transições (positiva ou negativa) do sinal de clock. Portanto a saída é dependente do sinal de clock.
Sinal de clock
O sinal de clock (relógio em português – normalmente é usado o termo em inglês), é uma onda, no formato de “onda quadrada”, como mostrado abaixo. Quase todos os equipamentos que usam processamento (computadores, celulares, e um sem número de outros equipamentos), usam um sinal de Clock, para sincronização interna.
Normalmente o clock é gerado por um componente chamado Oscilador de Cristal (ou simplesmente cristal), embora seja possível usar, por exemplo, o CI 555, como oscilador para gerar um clock. O Cristal é preferido, porque são muito baratos, pequenos e podem ser encontrados em uma gama grande de frequências. Mesmo que a frequência do Cristal seja alta, é possível ir dividindo essa frequência, de maneira a atender as diferentes necessidades dos circuitos internos.
Há dois conceitos muito importantes em relação ao sinal de clock. Na figura 1, são mostrados esses dois conceitos: - Período – é o intervalo de tempo entre duas partes iguais da onda (como mostrado na figura).
- Amplitude – É o valor de tensão mínimo e máximo. Neste caso 0 Volts e 5 Volts.
Observação: O período - representado por “T” e dado em segundos, é o inverso da frequência (“f” minúsculo), denotada por Hertz (Hz). Assim: T = 1/f (s) ou f = 1/T (Hz)
Exemplo - um clock de 1 KHz tem um período de 1 ms (milissegundo)
Tipos de acionamento
Há dois tipos de transição (também chamado de acionamento ou disparo – em inglês Triggering), que se refere, à subida ou descida do sinal de clock, conforme mostra a figura 2. Além disso, também é possível o acionamento por nível. Transição Positiva: A transição Positiva (em vermelho), ocorre no exato momento em que o sinal de clock “sobe”, como mostrado. Para este tipo de transição, o circuito eletrônico ao qual o clock é ligado (repare que o clock é para este circuito eletrônico, um sinal de entrada), é sensível à borda positiva. Veremos com mais detalhes ao estudar Flip-Flop.
Transição Negativa: A transição Negativa (em azul), ocorrerá na descida do sinal de clock. O resto ocorrerá como mencionado anteriormente (transição positiva). Neste caso o circuito é sensível à borda negativa.
Acionamento por nível: Ainda na figura 2, são mostrados dois níveis – Nível “0” e Nível “1”. Neste caso o circuito ao qual o clock é ligado, será sensível somente ao nível (“0” ou “1”) e não há transição, como os itens anteriores.
Temporização do Clock
As informações “dentro de um computador”, não são aleatórias, seguem um padrão, e há precisão nessas “regras”. Há um diagrama de tempo, baseado no clock, para que os principais componentes (CPU, Memória, etc), sejam habilitados/desabilitados, no momento certo. Esse diagrama de temporização, figura 3, norteia o funcionamento do computador, e é uma das principais tarefas do projetista.
O sinal de Clock, é a frequência maior e principal, dentro de um sistema, como mostrado na figura 3. A frequência do clock, vai então sendo dividida (ou seja, em frequências menores), que são então enviadas aos diversos componentes. Nas demais formas de ondas abaixo, é mostrado como cada sinal (onda) se comporta no tempo. Por exemplo: A tensão de “+5V_ON” sobe na transição positiva “T0” do clock, e assim permanece, pois, a tensão de 5 Volts é necessária para todo o circuito.
Resumindo, os circuitos eletrônicos principais, só serão habilitados quando, o sinal de clock correspondente estiver presente (nível 1) e, desabilitados quando for nível “0”, conforme o nosso exemplo.
Observação: O significado das nomenclaturas (à esquerda de cada forma de onda), costumam ter alguma referência no nome, com a função executada, porém só teremos acesso ao significado real de cada uma, através do manual de serviço.
© Direitos de autor. 2018: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 19/04/2022.
