Latches
Latch é um circuito eletrônico sequencial, que é usado para armazenamento temporário de informações binárias. Funcionam como memórias temporárias.
O funcionamento típico do Latch (“Trava” em português), é armazenar e manter um bit de informação (na saída), até que sua entrada seja alterada por novos sinais (novos bits).
A saída de um latch depende de suas entradas atuais e anteriores, e seu estado pode mudar, quando a entrada muda.
São blocos de construção fundamentais, usados em computadores, sistemas de comunicações, e em muitos outros tipos de sistemas eletrônicos digitais.
Latches são construídos com Portas Lógicas, com 2 entradas (que atuam como Set e Reset) e duas saídas, sendo qualquer uma delas, o complemento da outra, como mostrado na figura1.
Latches - Módulo 3.1
Eletrônica Digital - Circuitos Sequenciais
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Latches - definição
Tipos de Latches:
Há vários tipos de Latches, cujos projetos atendem a necessidades diferentes. Veremos em detalhes alguns deles.
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Latch SR
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Latch D
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Latch D Gated (Trava D Fechada)
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Latch JK
Importante – Os Latches são implementados usando portas Portas AND, NAND, OR, NOR ou NOT (como na figura 2 - neste caso somente portas NOR), ou com outro rearranjo de portas, sem que isso altere a função dos mesmos.
Latch SR (Set-Reset)
O Latch SR é constituído por:
- 2 Entradas S (Set) e R (Reset)
- 2 Saídas Q e Q’ (onde Q’ é o complemento de Q)
- O Latch SR, é formado por 2 portas NOR (também se pode usar portas NAND), com uma conexão em Loop cruzado como mostra a figura 2.
A figura 2 mostra também Tabela Verdade, para este tipo de Latch (SR)
Entendendo como funciona o Latch SR
No exemplo da figura 2, para (S=0 e R=1) (linha amarela).
Na Tabela verdade da Porta Lógica NOR (ver aqui), basta que uma das entradas seja “1”, para que a saída seja “0”, o que é o nosso caso. Então, obrigatoriamente Q=0.
Logo teremos (na 2ª porta NOR), S=0 e Q=0, então Q’ =1, como mostra a Tabela Verdade.
Nem poderia ser diferentes, pois Q e Q’ são complementares.
Se S=0 e R=0, os valores da saída ficarão “travados” no valor precedente, conforme a tabela.
Se S=1 e R=1, as saídas, apresentarão valores indefinidos, pois com:
R=1 então Q=0 e como S=1 então Q’=0 e Q e Q’ não podem ser “0” ao mesmo tempo (como mostrado na Tabela as saídas serão inválidas).
Latch D
O Latch SR quando as duas entradas (S e R) estão em nível alto (1), as saídas apresentam uma indefinição como visto acima(figura 2), são portanto, estados entrada inaceitáveis.
O Latch D, resolve esse problema, invertendo-se uma das entradas como mostra a figura 3. Neste caso S e R dão lugar a D (dados).
Como as duas entradas estão invertidas, não há possibilidade de estados indefinidos ou travados.
A Tabela Verdade, é mostrada à direita da figura 3
Latch D Gated
O Latch D Gated (Latch D Fechado), é usado quando, se requer que as condições dos estados de saída dependem dos sinais de uma entrada habilitadora (Enable).
O Latch D Gated é constituído por:
- 2 Entradas D (Dados) e E (Enable – habilitador)
- 2 Saídas Q e Q’ (onde Q’ é o complemento de Q)
- O Latch SR, é formado por 2 portas NOR, 2 portas AND e um NOT como mostra a figura 4.
O diagrama com as portas é mostrado na figura 4. Duas portas AND foram adicionadas em relação à figura 2.
Além da entrada D (Dados), há uma segunda entrada (Enable – habilitar).
A Tabela Verdade mostra as saídas Q e Q’ em função dos Dados (D) e da entrada habilitadora (E)
Latch JK
No Latch JK a saída realimenta (Feedback em inglês) a entrada, como vemos na figura 5.
O Latch JK é equivalente ao Latch RS, embora, os diagramas de Portas Lógicas (figura 2 e 5) sejam diferentes.
O Latch JK é constituído por:
- 2 Entradas J e K
- 2 Saídas Q e Q’ (onde Q’ é o complemento de Q)
- O Latch SR, é formado por 2 portas NOR, 2 portas AND, ver figura 6.
O Latch JK permite que, quando ambas as entradas J e K são ALTAS, os estados de saída serão alternados (toggle), acabando com o estado “indefinido”, do Latch SR, como mostra a figura 2.
Isso se deve à retroalimentação (feedback) da saída na entrada.
Vantagens dos Latches
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Os Latches diferente dos Flip-Flop, não usam sinal de clock, por isso são mais rápidos, e preferidos quando é necessário velocidades altas
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São flexíveis e consomem menos energia.
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São fáceis de implementar usando portas lógicas básicas
Desvantagens dos Latches
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Como a entrada é sensível ao nível (alto, baixo), pode-se tornar mais instável e isso pode afetar o circuito eletrônico, em função de erro ou instabilidade no processo do sinal.
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Por não usarem clock, podem se tornar imprevisíveis