Análise da Questão
A questão apresenta um circuito digital composto por uma série de flip-flops D conectados em cascata. Para identificar o tipo de contador, precisamos analisar como as saídas estão conectadas às entradas dos flip-flops vizinhos e qual é a conexão de realimentação.
1. Identificando o Circuito na Figura
Observe o esquema elétrico fornecido:
- Cascata: A saída Q de cada flip-flop está conectada à entrada D do flip-flop imediatamente seguinte (da esquerda para a direita). Isso configura um registrador de deslocamento.
- Realimentação: A chave crucial está na conexão que retorna do final para o início. Note que a linha que sai da parte inferior do último flip-flop (lado direito) — que corresponde à saída complementada \bar{Q} — conecta-se à entrada D do primeiro flip-flop (lado esquerdo).
Essa topologia específica (Q \to D na sequência e \bar{Q}_{final} \to D_{inicial}) define um Contador Johnson (também conhecido como contagem espelhada ou twisted ring counter).
2. Características do Contador Johnson
- Módulo: Um contador Johnson com N flip-flops possui $2N$ estados distintos.
- Sequência: Ele percorre uma sequência de estados onde, a cada pulso de clock, o padrão de bits se desloca e o bit invertido do fim retorna ao início.
- Transição: Uma característica interessante é que, durante a transição de um estado para outro, apenas um bit muda de valor a cada passo (similar ao código Gray em certos aspectos, mas não é o código Gray propriamente dito).
3. Análise das Alternativas
Vamos examinar cada opção com base no que aprendemos:
- (A) "One-hot": Esta técnica exige que apenas um bit seja '1' e os demais '0' simultaneamente. É característica de contadores anéis (ring counters) com lógica adicional, não sendo a definição primária deste circuito específico com realimentação inversa.
- (B) "Contador de Johnson caracterizado pela realimentação típica...": Esta afirmação está correta. A definição exata de um contador Johnson é justamente a realimentação da saída complementada (\bar{Q}) do último estágio para a entrada (D) do primeiro estágio, conforme mostrado na figura.
- (C) "Implementa um código típico de números binários...": Incorreto. Contadores Johnson não contam em binário natural (0, 1, 2, 3...). Eles seguem uma sequência cíclica diferente.
- **(D) "Número de estados... equivalente a $2^{\text{número de flip-flops}}":** Incorreto. Essa fórmula ($2^N) é válida para contadores binários completos. Para contadores Johnson, o número de estados é $2 \times N$ (onde N é o número de flip-flops).
- (E) "Inicialização... setar o primeiro e resetar...": Embora existam formas de inicialização, a descrição é muito restritiva e não define o circuito funcionalmente como a alternativa B. Além disso, contadores Johnson podem iniciar em qualquer estado válido dentro do ciclo de $2N$ estados.
Conclusão
A figura demonstra inequivocamente a arquitetura de um contador Johnson devido à conexão da saída \bar{Q} do último flip-flop retornando à entrada D do primeiro.
Alternativa B