Os leitores já conhecem diversos circuitos contadores com os integrados 7490 ou mesmo o 74190 que tem sido abordados de maneira isolada em artigos que publicamos. No momento de fazer a ligação conjunta desses contadores, de modo a obter sistemas de contagem de diversos dígitos muitos encontram dificuldades. Neste artigo abordaremos estes problemas com as soluções, procurando com isso facilitar os leitores que projetam e montam contadores digitais.
O 7490 é um contador de 4 bits mas apenas no sentido crescente (up-counter) enquanto que o 74190 é um contador reversível, ou seja, conta tanto no sentido crescente como decrescente (up-down counter).
Como o princípio de funcionamento dos dois é o mesmo, apenas com a diferença acima citada, podemos dizer que o 74190 é um modelo “mais aperfeiçoado" do que o 7490.
Assim, tomamos por base neste artigo já o tipo mais "aperfeiçoado" sendo válido o mesmo para o menos “aperfeiçoado" com exceção o fato deste não contar em sentido decrescente.
O 74190 é um contador reversível de 4 bits que em sua estrutura interna consta de 4 flip-flops, conforme mostra a figura 1
Este integrado fornece uma saída BCD contando até 10, tendo sido projetado para minimizar a quantidade de componentes externos necessários a um contador em cascata.
Para que o contador conte “para cima", ou seja, os valores crescentes, o terminal Ioad deve estar no nível 1, o terminal enable no nível 0, e o terminal up/down no nível 0.
Para a contagem decrescente, basta levar o terminal up/down ao nível 1.
A contagem neste integrado se faz na transição positiva da entrada, ou seja, quando a tensão passa do nível 0 ao nível 1 na entrada.
A entrada “enable" é uma entrada de “habilitação" que permite bloquear o contador em determinado instante. Se entrada for levada ao nível 1, os impulsos aplicados à entrada de clock permanecem sem efeito no contador.
A entrada M/n (máximo/mínimo) passa ao nível 1 quando o contador chega ao 9 na contagem crescente, e quando chega ao 0 na contagem decrescente.
Como todo integrado TTL a alimentação deste deve ser feita com uma tensão de 5 V, e a frequência máxima de operação é da ordem de 20 MHz. Cada 74190 exige da fonte uma corrente da ordem de 65 mA.
OS CIRCUITOS
Temos na figura 2 a forma de se interconectar os contadores 74190 na forma denominada cascata em propagação.
Cada saída Ripple Clock Out (RCO) está ligada à entrada contadora da etapa seguinte.
São as seguintes as condições que devem ser preenchidas para que este circuito opere da forma desejada:
a) A entrada de controle up/down não deve mudar de nível quando a entrada de contagem se encontrar no nível 0, já que a saída de propagação RCO é comandada pela entrada up/down.
b) A entrada up/down não deve mudar de nível antes do impulso de contagem se propagar até a última etapa do sistema contador.
c) A duração mínima do impulso de Clock está limitada pela ação da saída RCO.
Veja que o impulso de contagem deve ser suficientemente longo para que apareça na saída M/m, mesmo levando em conta as diferenças de propagação entre o clock e a saída de cada um dos 4 fIip-flops contadores.
Na figura 3 temos a forma de se fazer a conexão de contadores sincronizados.
A entrada enable de autorização da primeira etapa é levada ao nível O e a saída de propagação RCO excita a entrada enable da etapa seguinte.
Todas as etapas de entrada de controle são excitadas em sincronismo daí a denominação do sistema. Veja que neste sistema o contador está sincronizado, mas a lógica de comando que é responsável pela propagação do sinal etapa por etapa não, o que reduz a frequência máxima de clock para cada etapa que se acrescenta.
Deve-se ainda observar que a entrada de controle up/down não deve mudar de nível quando a entrada de contagem se fizer no nível 0.
Uma outra forma de se fazer a conexão de diversas etapas contadoras é mostrada na figura 4 denomina-se “cascata de propagação antecipada".
Com este tipo de conexão podemos ter uma ação mais rápida que nas anteriores, resultando este sistema o que pode contar mais rapidamente de todos os vistos.
O contador todo é sincronizado e a propagação antecipada permite acrescentar etapas suplementares sem que, o acréscimo de cada uma comprometa a frequência máxima de operação, como nos casos anteriores.
A única limitação que existe neste caso é devido ao fan-out das saídas M/m responsáveis pelo sincronismo. Este problema, entretanto, pode ser resolvido com a utilização de integrados adicionais excitadores.
Neste contador, a entrada up/down não deve mudar de nível quando a entrada de contagem estiver no nível 0.
