Calcule a sequência correta de contagem do contador.

Alternativa E - 1001 → 1010 → 0000 → 0001.

Introdução ao Problema

Esta questão aborda a análise de circuitos digitais sequenciais, especificamente Contadores Síncronos. O objetivo é determinar a sequência de estados que o circuito percorre durante sua operação, identificando como a lógica combinacional controla o reinício (reset) da contagem.

Para resolver, devemos analisar três aspectos fundamentais do diagrama:

1. A natureza da sincronização (todos os flip-flops recebem o mesmo clock).
2. A lógica de contagem interna (como os próximos estados são calculados).
3. A lógica de reset (quando e como o contador volta ao zero).

Análise do Circuito

1. Contador Síncrono

Observe que o sinal de Clock está conectado diretamente à entrada Clock de todos os quatro flip-flops D (FF\_DAC0 a FF\_DAC3). Isso caracteriza um sistema síncrono, onde todas as mudanças de estado ocorrem simultaneamente na borda de subida (ou descida) do clock.

2. Lógica de Reset (Feedback)

A parte crucial para responder à questão está na lógica combinacional localizada na parte inferior esquerda do diagrama.

• Existem portas lógicas conectadas às saídas dos flip-flops que alimentam a entrada Clear (limpeza) de todos os dispositivos.
• O Clear é geralmente um sinal assíncrono: quando ativo (nível alto), força imediatamente as saídas para 0 (Q=0), independentemente do clock.
• Analisando as conexões das linhas vermelhas, vemos que a porta responsável pelo reset recebe entradas provenientes das saídas Q3 (MSB - Bit Mais Significativo) e Q1.
• Isso implica que o reset é ativado quando Q_3 = 1 E Q_1 = 1.

3. Determinação do Módulo

Vamos converter a condição de reset para binário e decimal:

• Q_3 = 1, Q_2 = 0, Q_1 = 1, Q_0 = 0
• Binário: $1010_2$
• Decimal: $10_{10}$

Portanto, o contador opera como um contador módulo-10 (ou decimal). Ele conta normalmente de 0 até 9. Ao tentar avançar para o número 10 ($1010_2$), a lógica combinacional detecta esse padrão e aciona o reset imediatamente, retornando o contador para $0000$.

Análise da Sequência

Vamos simular o comportamento final da contagem baseado na nossa análise:

A sequência observada no osciloscópio ou analisada logicamente incluiria o estado transitório de 10 ($1010$) antes do reset acontecer.

• Estado 1001: O contador está em 9.
• Transição: No próximo clock, ele tenta ir para 10 (1010).
• Reset: A porta lógica detecta o 1010 e limpa o circuito para 0000.
• Continuação: No próximo ciclo, o contador avança para 0001.

Isso corresponde exatamente à sequência apresentada na alternativa E. As outras alternativas sugerem pontos de reset incorretos (como 1001, 1011 ou 1100), o que não condiz com a detecção de Q_3 + Q_1.

Conclusão

A lógica combinacional foi projetada para detectar o estado binário 1010 e gerar um sinal de reset assíncrono. Isso torna a sequência cíclica entre 0 e 9, passando momentaneamente por 1010 antes de zerar.

Portanto, a sequência correta é: 1001 → 1010 → 0000 → 0001.