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Captulo 5 Flip-flops y dispositivos relacionadosCircuitos Digitales I Departamento de Telemtica Facultad de Ingeniera Electrnica y Telecomunicaciones

Flip-flops y dispositivos relacionadosn

n

En los circuitos combinacionales los niveles de salida dependen en cualquier instante de los niveles presentes en las entradas. Los circuitos lgicos combinacionales no tienen memoria.

Flip-flops y dispositivos relacionados


n

n

El elementos ms importante de la memoria es el flip-flop. Se utilizan varias configuraciones de compuertas para los flip-flops (FF). El flip-flop tambin se conoce con el nombre de registro bsico (latch) y multivibrador biestable.


Flip-flops y dispositivos relacionadosLATCH CON COMPUERTAS NAND


Establecimiento del latch con NAND


Restablecimiento del latch con NAND


Establecimiento y restablecimiento simultneos del latch con NAND n La condicin INICIO=BORRAR=0 normalmente no se utiliza para el FF con NAND.


Resumen del latch con NAND


Representaciones alternas del latch con NAND


Ejemplo 1


Ejemplo 2

Flip-flops y dispositivos relacionadosLATCH CON COMPUERTAS NOR


Ejemplo 3


Ejemplo 4


Ejemplo 5

Flip-flops y dispositivos relacionadosFLIP-FLOPS SINCRONIZADOS POR RELOJ n Los sistemas digitales pueden operar de forma asncrona o sncrona. n En los sistemas asncronos, las salidas de los circuitos lgicos pueden cambiar de estado en cualquier momento.


n

En los sistemas sncronos, los tiempos exactos en que cualquier salida puede cambiar de estado se determinan mediante una seal comnmente llamada reloj. En los sistemas sncronos es ms fcil disear y detectar sus fallas.




Tiempos de establecimiento y retencin

Flip-flops y dispositivos relacionadosFLIP-FLOP SC SINCRONIZADO POR RELOJ



Circuitera interna del flip-flop SC disparado por flanco


Flip-flops y dispositivos relacionadosFLIP-FLOP JK SINCRONIZADO POR RELOJ



Circuitera interna del flip-flop JK disparado por flanco

Flip-flops y dispositivos relacionadosFLIP-FLOP D SINCRONIZADO POR RELOJ


Implementacin de un flip-flop D


Transferencia de datos paralela

Flip-flops y dispositivos relacionadosLATCH D (LATCH TRANSPARENTE)


Ejemplo 6

Flip-flops y dispositivos relacionadosENTRADAS ASNCRONAS


Ejemplo 7

Flip-flops y dispositivos relacionadosSMBOLOS IEEE/ANSI



Flip-flops y dispositivos relacionadosn n

SINCRONIZACIN DE FLIP-FLOPS Tiempos de establecimiento y retencin Retardos en la propagacin


Flip-flops y dispositivos relacionadosn n

n n

Frecuencia mxima de sincronizacin Tiempos en alto y en bajo de los pulsos de reloj Ancho del pulso asncrono activo Tiempos de transicin del reloj



Circuitos integrados reales


PROBLEMAS POTENCIALES DE SINCRONIZACIN EN CIRCUITOS CON FLIP-FLOPS


La salida del FF pasar a un estado determinado por los niveles lgicos presentes en sus entradas sncronas de control justo antes de la transicin activa de reloj.


Ejemplo 8


n

n

FLIP-FLOP MAESTRO-ESCLAVO En el flanco de subida de una seal de reloj, se determina la salida del maestro. En el flanco de bajada, el estado del maestro se transfiere al esclavo. El FF maestro-esclavo es obsoleto.


APLICACIONES DE FLIP-FLOPS Sincronizacin de flip-flops


Sincronizacin de flip-flops


Deteccin de una secuencia de entrada


Almacenamiento y transferencia de datos


Almacenamiento y transferencia de datos


Transferencia de datos paralela

Flip-flops y dispositivos relacionadosREGISTROS DE DESPLAZAMIENTO


Transferencia en serie entre registros


Ejemplo 9 n Si el contenido inicial de los registros X y Y es el mismo, cul ser el contenido de cada FF despus de que ocurra el sexto pulso?.


Transferencia paralela versus en serie n La transferencia en paralelo es mucho ms rpida que la transferencia en serie. n En la transferencia paralela se requieren ms interconexiones entre el registro emisor y el registro receptor.

Flip-flops y dispositivos relacionadosDIVISIN Y CONTEO DE FRECUENCIA


Operacin de conteo


Diagramas de transicin de estados


Nmero MOD n Indica el nmero de estados en la secuencia de conteo. n Si se conectan N flip-flops el contador ser un contador MOD-2 exp (N). n El nmero MOD de un contador tambin indica la divisin de frecuencia obtenida del ltimo FF.


Ejemplo 10 n Suponga que el contador MOD-8 est en el estado 101. Cul ser el estado (conteo) despus de la aplicacin de 13 pulsos?.


Ejemplo 11 n Considere un circuito contador que contiene seis flip-flops (Q5, Q4, Q3, Q2, Q1, Q0). n Determine el nmero MOD del contador. n Determine la frecuencia en la salida del ltimo FF cuando la frecuencia de entrada de reloj es 1 MHz. n Cul es el intervalo de estados de conteo para este contador?. n Suponga un estado de partida (conteo) de 000000. Cul ser el estado del contador despus de 129 pulsos?.


Aplicacin en microcomputadores


Ejemplo 12 n Qu cdigo de direcciones debe generar la MPU para que los datos se transfieran a X?. n Suponga que X3-X0=0110, A15A8=11111111 y D3-D0=1011. Cul ser el contenido en X despus de que ocurre un pulso CP?.


Dispositivos de disparo tipo Schmitt

Flip-flops y dispositivos relacionadosMULTIVIBRADOR MONOESTABLE


Multivibrador monoestable no reactivable y reactivable


Smbolos lgicos


Anlisis de circuitos secuenciales

Flip-flops y dispositivos relacionadosCIRCUITOS GENERADORES DE RELOJ Oscilador con disparo tipo Schmitt

n


Temporizador 555 usado como multivibrador astable


Ejemplo 13 n Calcule la frecuencia y el ciclo de trabajo de la salida del multivibrador astable 555 para C=0.001 uF, RA=2.2 K ohmios y RB=100 K ohmios.


Generador de reloj controlado por cristal n Se utiliza si la precisin y la estabilidad de la frecuencia son crticas. n Se emplea un componente llamado cristal de cuarzo. n Una pieza de cristal de cuarzo se corta a un tamao y forma especficos para que vibre (resuene) a una frecuencia exacta.

Flip-flops y dispositivos relacionadosDESPLAZAMIENTO DE RELOJ

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