1. UNIVERSIDAD AUTONOMA DE CHIAPASFACULTAD DE CONTADURIA PUBLICALIC. EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
UNIDAD V.- INTRODUCCIN A LOS CIRCUITOS SECUENCIALES.
SISTEMAS DIGITALES
IZAGUIRRE GONZLEZ FERNANDO DE JESS
TAPACHULA, CHIAPAS A VIERNES 06 DE MAYO DEL 2011

2. FLIP-FLOPS
Uno de los elementos bsicos de memoria son los llamado Flip Flops. El estado de un flip flop cambia por un cambio momentneo en sus entradas. Este cambio se denomina disparo (trigger).
3. Flip-Flop maestro-esclavo
Un flip flop maestro-esclavo se construye con dos FF, uno sirve de maestro y otro de esclavo. Durante la subida del pulso de reloj se habilita el maestro y se deshabilita el esclavo.
4. 5. Flip-Flop disparado por flanco
Otro tipo de FF que sincroniza el cambio de estado durante la transicin del pulso de reloj es el flip flop disparado por flanco.
6. 7. Flip-Flop disparado por flanco
Algunos FF cambian de estado en la subida del pulso de reloj, y otros en el flanco de bajada. Los primeros se denominaran Flip flop disparados por flanco positivo y los segundos Flip flops disparados por flanco negativo.
8. 9. Parmetro de los Flip-Flops
Adems de los parmetros caractersticos de la familia lgica a que pertenecen, como son niveles lgicos, fan-out., etc.. Cabe destacar una serie de parmetros, ms o menos normalizados, relativos a la temporizacin de las diferentes seales que intervienen en la conmutacin de los flip-flops. De ellos cabe destacar los siguientes:
10. Parmetro de los Flip-Flops
Tiempo de establecimiento (SET UP TIME). Es el tiempo anterior al flanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
Tiempo de mantenimiento (HOLD TIME). Es el tiempo posterior al flanco activo de toma de datos durante el cual las entradas no deben cambiar.
Frecuencia mxima de reloj. Es la frecuencia mxima admisible de la seal de reloj que garantiza el fabricante.
Duracin del tiempo alto de reloj. Es el tiempo mnimo que debe durar la parte alta del impulso de reloj.
11. Parmetro de los Flip-Flops
Duracin del tiempo bajo de reloj. Es el tiempo mnimo que debe durar la parte baja del impulso de reloj.
Tiempo bajo de PRESET Y CLEAR. Es el tiempo mnimo que debe activarse las entradas asncronas para garantizar su funcionamiento.
Tiempo de retardo o propagacin.Es el tiempo que transcurre desde el flanco activo del reloj que produce la conmutacin y el momento en que sta tiene lugar.
12. FlipFlop tipo S R
La operacin del FF S R disparado por flanco es similar a la operacin analizada anteriormente, con la diferencia de que el cambio de estado se efecta en el flanco de bajada del pulso de reloj.
13. 14. Flip Flop tipo J K
La operacin de un FF tipo J K es muy similar a la de un FF S C. La nica diferencia es que no tiene un estado invalido.
15. 16. Flip Flop tipo D
La operacin de un FF tipo D es mucho mas simple. Solo posee una entrada adems de la del reloj. Se le denomina "data" y es muy til cuando queremos almacenar un dato de un bit (0 o 1).
17. 18. Flip Flop tipo T
Solo posee una entrada adems de la del reloj. Se le denomina "toggle". Si hay un 0 en la entrada T, cuando se aplica el pulso de reloj la salida mantiene el valor del estado presente. Si hay un 1 se complementa
19. 20. En cuanto a la representacin los FF disparados por nivel no poseen el simbolo >en la entrada de reloj.
21. Flip Flop tipo J K: flip flop universal
El FF JK puede considerarse como el flip flop universal puesto que puede configurarse para obtener los dems flip-flops. En el cuadro a continuacin se muestra el equivalente de cada uno de lo tipos de flip flop en funcin del J K.
22. 23. Problema
Complete el diagrama de tiempo para un flip flop JK considerando las 3 casos diferentes:
a. disparado por nivel
b. disparado por flanco positivo
c. disparado por flanco negativo
24. 25. LOS DECODIFICADORES
En el tema de los codificadores vimos en qu consista un codificador, es decir, explicbamos cmo pasar una informacin utilizada usualmente a una forma codificada que pueda entender nuestro ordenador. Seguidamente, describiremos el modo de realizar la funcin opuesta mediante los llamados decodificadores. Un decodificador o descodificador es un circuito combinacional, cuya funcin es inversa a la del codificador, esto es, convierte un cdigo binario de entrada (natural, BCD, etc.)
26. 27. Decodificador bsico de dos entradas y cuatro salidascontruido a partir de compuertas NAND
En un sistema digital, como puede ser nuestro PC, se pueden transmitir tanto instrucciones como nmeros mediante niveles binarios o trenes de impulsos. Si, por ejemplo, los cuatro bits de un mensaje se disponen para transmitir rdenes, se pueden lograr 16 instrucciones diferentes, esto es lo que denominbamos, informacin codificada en sistema binario
28. 29. Decodificador de cuatro entradas y siete salidas del tipo no excitado
Para entender el segundo de los tipos veamos algunos ejemplos de ellos. Tomemos un decodificador de dos entradas. Este har corresponder, a cada una de las cuatro palabras posibles de formar con las dos entradas, una de las salidas. Para la salida Y0, ser 1 cuando los bits de entrada A y B son 0. Luego, la expresin booleana que le corresponde es: Y0 = /A * /B. El mismo razonamiento se puede repetir para el resto de salidas.
30. 31. Representamos la tabla de verdad correspondiente solamente a los diez dgitos decimales
32. A partir de esta tabla se pueden obtener todas las expresiones booleanas para la construccin de cada una de las salidas del cdigo de 7 segmentos.
La representacin visual de los diez dgitos decimales se suele realizar a travs del denominado cdigo de visualizacin de siete segmentos
33. La entrada de inhibicin se puede aplicar de diversas formas y en distintas etapas, segn convenga, para la realizacin fsica del circuito integrado.
Los decodificadores suelen ir conectados a las entradas de etapa de presentacin visual, como en el caso de la conexin de un cristal lquido
34. LOS CODIFICADORES
Al disear un sistema digital es necesario representar o codificar en forma binaria la informacin numrica y alfanumrica que se obtiene de dicho sistema y, para ello, existen los circuitos combinatorios denominados codificadores.

Un codificador es un circuito combinatorio que cuenta con un nmero determinado de entradas, de las cuales slo una tiene el estado lgico 1, y se genera un cdigo de varios bits que depende de cul sea la entrada excitada.
35. Diagrama de bloques de un codificador de 10 entradas y 4 salidas
36. Para ilustrar esto mejor pongamos un ejemplo.
Supongamos que queremos transmitir un cdigo binario con cada una de las pulsaciones de un teclado nmerico, como puede ser el de una calculadora, en ste existen diez dgitos y al menos seis caracteres especiales y, si consideramos slo las diez cifras, esta condicin la podemos satisfacer con cuatro bit. Pero variemos el circuito de la calculadora para entender mejor el ejemplo. Modifiquemos el teclado de tal manera que al presionar una tecla se cierre el pulsador que conectar una lnea de entrada.
37. Para ilustrar esto mejor pongamos un ejemplo.
En el interior del bloque podemos imaginar unos conductores cruzados que unen entradas y salidas entre s. Veamos cmo han de conectarse a fin de que den los cdigos deseados. Para representar los cdigos de salida utilizaremos el denominado cdigo BCD. La tabla de verdad que define este codificador es la siguiente:
38. Para ilustrar esto mejor pongamos un ejemplo.
39. Los tipos de codificadores ms usuales en el mercado son los de matrices de diodos
40. Codificadores con prioridad y seal de habilitacin
Circuito integrado tpico de un codificador con prioridad
41. Codificadores con prioridad y seal de habilitacin
Vamos a prescindir ahora de la condicin supuesta anteriormente y referida a que en cualquier momento slo puede haber un pulsador accionado. Si, de un modo fortuito, se pulsan simultneamente varias teclas, vamos a dar prioridad y codificar la lnea de datos de orden superior. Por ejemplo, si se excitan las entradas 5 y 6, lo que se desea es que la salida sea la que corresponde a la entrada 6. Para seguir el mismo procedimiento, a fin de entender este tipo de codificadores, describamos su tabla de verdad:
42. Codificadores con prioridad y seal de habilitacin
43. Contador digital
En la actualidad, los sistemas digitales son muy utilizados y variados para diferentes tipos de aplicaciones las cuales en su mayora son aplicadas en la industria y en mayor parte de los equipos electrnicos.
Es por esto que es necesario saber a grandes rasgos las aplicaciones, y como funcionan los diferentes tipos de sistemas digitales, as nosotros poder desarrollar la capacidad de aplicar y de poder trabajar con ellos sin ningn tipo de dificultad.
Es por esto que a continuacin le presentamos el siguiente trabajo, destinado a comprender de mejor manera las distintas funciones y aplicaciones de los contadores.
44. Contadores asncronos de rizos.
Este tipo de contadores donde cada salida del flip-flop sirve como seal de entrada CLK para el siguiente flip-flop, estos contadores no cambian de estado todos juntos por lo que se dice que no estn en sincrona, solo el primer flip flop responde a los pulsos del reloj ,luego para que al segundo flip-flop responda debe esperar que el primer flip-flop cambie de estado, y para que el tercer flip-flop se complemente debe esperar que el segundo flip-flop cambie de estado, y as sucesivamente con los dems flip-flop
45. Numero MOD.
El contador de la figura anterior, tiene 8 estados diferentes del 000 al 111 por tanto se trata de un contador de rizos MOD 8, recordamos que el numero MOD siempre es igual al numero de estados por los cuales pasa el contador en cada ciclo completo antes que se recicle hacia su estado inicial.
46. Divisin de frecuencia.
En la figura podemos ver que en el contador bsico cada flip-flop da una forma de onda de salida que es exactamente la mitad de la frecuencia de la onda de su entrada CLK
47. 48. Divisin de frecuencia.
El contador bsico puede ser modificado para producir nmeros MOD menores que 2N permitiendo que el contador omita estados que normalmente son partes de la secuencia de conteo.
49. Circuito de reloj.
Desde hace muchos siglos, el hombre estableci su relacin con el tiempo, basado sobre todo en los fenmenos naturales constantes como el da y la noche, el movimiento del sol, de los planetas y las estrellas.As se realizaron construcciones, calendarios, y otros elementos tiles para medir el tiempo; fue el nacimiento del reloj. Los primeros relojes se construyeron utilizando la sombra del sol que vara de acuerdo a su posicin. Luego aparecieron los relojes mecnicos que han acompaado al hombre durante muchos aos y de los cuales se han realizado verdaderas obras de arte.
50. Relojes Electrnicos
En el nacimiento y desarrollo acelerado de la tecnologa electrnica, no poda faltar su aporte a la medicin del tiempo. Esta ciencia a facilitadola elaboracin de relojes de todo tipo llegando a modelos personales de muy bajo costo y a otros muy sofisticados en los cuales su operacin est controlada por un microprocesador miniatura co el tamao de unos pocos milmetros. As tenemos relojes electrnicos de pared, relojes gigantes, relojes de pulso, cronometros, etc.En este proyecto se ensamblara un reloj electrnico digital tpico que utiliza como elemento principal un circuito integrado MM5314 de National Semiconductor y como pantalla para mostrar las horas, minutos y segundos, seis indicadores de siete segmentos tipo LED.Los relojes electrnicos utilizan internamente circuitos digitales. Los principales son; Osciladores, contadores, multiplexores, decodificadores, manejadores o drivers e indicadores luminosos o displays de diferentes tipos.
51. Funcionamiento
El principio bsico de funcionamiento de un reloj electrnico consiste en tomar un tren de pulsos generados en forma precisa, por un cristal de cuarzo o una base de tiempo, e ir dividiendo esa frecuencia hasta lograr pulsos muy exactos de un segundo o menos, si es necesario.
52. 53. Tipos de circuito de reloj.
Reloj
Reloj analgico
Reloj electrnico
Reloj de arena
Cronmetro
Reloj digital en formato de 12 horas
Reloj digital en formato de 24 horas
54. Memoria digital.
Se trata de pequeas tarjetas de memoria 100% electrnicas, basadas en el uso de celdas de almacenamiento tipo NAND, las cules permiten guardar datos por largos periodos de tiempo sin necesidad de tener alimentacin elctrica durante ese lapso. Al no tener partes en movimiento (salvo los dispositivos MicroDrive), tienen una baja generacin de calor, poco desgaste pero una alta velocidad de transmisin de datos,
55. Tipos de memorias digitales
- De manera tpica, han existido los siguientes tipos de memorias digitales, cada liga permite conocer las caractersticas especficas de cada una:
Compact Flash (CF)
MultiMedia Card (MMC)
Memoria Secure Data (SD)
Memoria extreme Digital de Fuji (xD)
Memorias USB - Pendrive
Memory Stick de Sony
MicroDrive (es un minidisco duro pero se puede considerar dentro de esta clasificacin)
SmartMedia
Solid State Drive (SSD)
56. Tabla de tipos de memorias actuales en general
Tabla basada en la descripcin de la revista PC a Fondo" y complementada: