22
Concentrado Dispositivos electrónicos unidad 2 2.1.1 compuertas NOT, OR y AND Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip. Compuerta NOT (inversora): La salida Q es verdadera cuando la entrada A es NO verdadera (falsa), es decir la salida es la inversa de la entrada, su número es el 7404: Q = NOT A = A Compuerta AND: La salida Q es verdadera si la entrada A “Y” (AND) la entrada B son ambas verdaderas, puede tener dos o más entradas la salida es verdadera si todas sus entradas lo son, su número es 7408 y 4081 en cmos: Q = A AND B = A. B Puerta OR:

Concentrado Dispositivos Elec

Embed Size (px)

DESCRIPTION

alala elele

Citation preview

Concentrado Dispositivos electrónicos unidad 2

2.1.1 compuertas NOT, OR y AND

Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip.

Compuerta NOT (inversora):

La salida Q es verdadera cuando la entrada A es NO verdadera (falsa), es decir la salida es la inversa de la entrada, su número es el 7404:

Q = NOT A = A

Compuerta AND:

La salida Q es verdadera si la entrada A “Y” (AND) la entrada B son ambas verdaderas, puede tener dos o más entradas la salida es verdadera si todas sus entradas lo son, su número es 7408 y 4081 en cmos:

Q = A AND B = A. B

Puerta OR:

La salida Q es verdadera si la entrada A “O” (OR) la entrada B (o ambas entradas) son verdaderas, Una puerta OR puede tener dos o más entradas, su salida es verdadera si al menos una de sus entradas es verdadera sus números son 7432 o 4071 en cmos: :

Q = A OR B = A + B

Compuerta exclusive OR:

La salida Q es verdadera si la entrada A es verdadera “O” (OR) la entrada B es verdadera, pero no lo es cuando ambas entradas son verdaderas, La salida Q es verdadera si las entradas A y B son DIFERENTES. Las puertas EX_OR solo pueden tener dos entradas, sus números son 7486 y 4030 cmos:

Q = (A AND NOT B) OR (B AND NOT A) = A. B + A. B

2.1.2 compuerta NON NAN XOR

Compuerta NOR

La puerta NOR o compuerta NOR es una puerta lógica digital que implementa la disyunción lógica negada se puede implementar con la concatenación de una compuerta OR con una compuerta

NOT, como se muestra en la siguiente figura, Se ha conectado un inversor a la salida de una puerta OR.

Compuerta NAND

La compuerta NAND responde a la inversión del producto lógico de sus entradas, en su representación simbólica, se reemplaza la compuerta NOT por un círculo sobre su salida.

Con una compuerta NAND se puede obtener el comportamiento de una compuerta NOT o "NO".

Aunque la compuerta NAND parece ser la combinación de 2 compuertas (1 AND y 1 NOT), ésta es más común que la compuerta AND a la hora de hacer diseños.Sus números en TTL son 7400: QUAD 2-Input NAND7410: 3-input Triple puerta NAND

7420: 4-input dual NAND 7430: Mono 8-input NAND

CMOS

• 4011: Quid 2-input NAND

• 4023: 3-input Triple puerta NAND

• 4012: 4-input dual NAND

• 4068: Mono 8-input NAND

Compuerta XOR

La puerta XOR, compuerta XOR u OR exclusiva es una puerta lógica digital, en la cual, cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el número de 1 (unos) da una cantidad impar para el caso de tres o más entradas, su salida está en 1

Expresiones Booleanas

fSe denomina álgebra de Boole si se cumplen los siguientes axiomas para cualesquiera elementos

a, b, c del conjunto B.

• Las operaciones + y *, se denominan suma y producto.

• La operación a→

se denomina complemento de a.

• El elemento 0 se denomina elemento cero.

• El elemento 1 se denomina elemento unidad.

• Por convención, omitimos el símbolo *, usándose de este modo:

• Establecemos que + es más fuerte que * y * es más fuerte que − ; Ejemplo:

Circuitos lógicos

Los circuitos lógicos se forman combinando compuertas lógicas. La salida de un circuito lógico se obtiene combinando las tablas correspondientes a sus compuertas componentes, Las tablas correspondientes a las compuertas OR, AND y NOT son idénticas a las tablas de verdad de la disyunción, la conjunción y la negación en la lógica de enunciados, donde V y F han sido cambiados por 0 y 1. En esta situación se adopta el álgebra de Boole.

1) Omitimos el símbolo *, usándose en su lugar la yuxtaposición de variables.

2) Establecemos que + es más fuerte que * y * es más fuerte que −.

Puesto que tanto el álgebra de Boole es la estructura algebraica tanto de los circuitos como de la lógica de enunciados, la salida de un circuito lógico también puede expresarse en el lenguaje de la

lógica de enunciados. Se recomienda concentrarse en la forma mínima de las expresiones

booleanas que están en forma de suma de productos. Si E es una expresión booleana en forma de suma de productos, EL denota el número de literales en E (contados con sus repeticiones) y ES denota el número de sumandos en E. Definición: Una expresión booleana E está en forma mínima de suma de productos si está en forma de suma de productos y no hay ninguna otra expresión equivalente en forma de suma de productos que sea más simple que E.

2.2.2Miniterminos y maxi términos.

Se llama mini término al producto de todas las variables de entrada o su negado. Para encontrar los mini términos se necesita tener una tabla de verdad como la siguiente, o por lo menos la salida (S).

Un mintérmino es un término producto que es 1 exactamente en una línea de la tabla de Verdad. La fórmula compuesta por todos los mintérminos será idénticamente Cada fórmula de conmutación puede expresarse como suma de mintérminos. Y

esa fórmula es única. NOTACIÓN: Un mintérmino se designa por "mi" siendo i el número decimal correspondiente de la tabla de verdad. Para el producto, el 0 se asocia a la variable complementada y el 1 a la variable sin complementar.

Teniendo las salidas se utilizan únicamente las salidas verdaderas (1) y viendo el número de términos que son (en este caso 3, A, B, C) y cuando en la combinación es falsa (0) se cambia a verdadera (1), un ejemplo para cuando las variables

son falsas(0) seria ABC = A'B'C' en este caso se cambiaron todas las combinaciones que había ya que todas eran falsas se convierten a verdaderas para ello se tienen que negar y cuando todas las entradas o una es verdadera no se niega la variable y se queda como esta.

Después de haber obtenido cada uno de los Minitérminos se unen en forma de suma y por lo consiguiente quedarían de las siguientes formas los Minitérminos:

S = A'B'C' + A'BC + ABC' + ABC

MaxiTerminos

Se le llama maxitermino a la suma de todas las variables de entrada o su negado. Para encontrar los maxiterminos al igual que los miniterminos se necesita tener una tabla de verdad como la siguiente, o por lo menos la salida (S). A diferencia que los miniterminos en los maxiterminos utilizamos las salida falsas (0) y en caso que una de las variables sea verdadera (1) se tiene que

cambiar falsa (0) y para eso se niega la variable un ejemplo seria cuando A = 0, B = 0, C = 1, A+B+C, en este caso hay una variable verdadera la cual se tiene que cambiar a falsa (0) y quedaría A = 0, B

= 0, C' = 0, A+B+C', esta seria la forma en que se obtiene cada uno de los maxiterminos. Un maxitérmino es un término suma que es 0 exactamente en una línea de la tabla de verdad. La fórmula compuesta por todos los maxitérminos será idénticamente 0. Cada fórmula puede expresarse como producto de maxitérmino. Y es única.

NOTACIÓN: Un maxitérmino se designa por ³Mi´ siendo i el número decimal correspondiente de la tabla de verdad. En la suma, el 1 se asocia a la variable complementada y el 0 a la variable sin complementar.

2.2.3.1 Teorema y postulados del algebra de boole

Es una estructura algebraica que esquematiza las operaciones lógicas Y, O , NO y SI (AND, OR, NOT, IF), así como el conjunto de operaciones unión, intersección y complemento y permite prescindir de la intuición y simplificar deductivamente afirmaciones lógicas que son todavía más complejos.

1) Propiedad de cierre: Para un conjunto s se dice que es cerrado para un operador binario si para cada elemento de S el operador binario especifica una regla para obtener un elemento único de S. Para el conjunto N = {1,2,3,4,…} es cerrado con respecto al operador binario (+) por las reglas de la adición aritmética, ya que para que cualquier elemento a,b pertenecientes a N por la operación a + b = c el conjunto de los números naturales no esta cerrado con respecto al operador binario (-) por la regla de la resta aritmética, debido a que 2-3 = -1 y 2,3 pertenecen a N pero -1 no pertenece a N.

2) Ley asosciativa: El operador binario (*) es un conjunto S es asociativo siempre que x*y*z = x*(y*z) para toda x, y pertenecientes a S.

3) Ley conmutativa: Un operador binario (*) para un conjunto S es conmutativo siempre que: x*y = y*x para toda x,y pertenecientes a S.

4) Elemento de identidad: El conjunto S tendrá un elemento identidad multiplicativo “identidad (*)” en S si existe un e perteneciente a S con la propiedad e*x = x*e =e para cada x pertenecientes a S.

5) Inversa: El conjunto S tiene un elemento identidad (e) con respecto al operador (*) siempre que para cada x perteneciente a S exista un elemento y perteneciente a S tal que x*y=e.

6) Ley distributiva: Si el operador (*) y el operador (.), son operadores binarios de S, (*) se dice que es distributivo sobre (.). Siempre que: x*(y . z) = (x*y) . (x*z)- El operador binario (+) define la adición. - Identidad aditiva es el cero. - La inversa aditiva define la sustracción.

- El operador binario (.) define la multiplicación. - Identidad multiplicativa es 1. - Inversa multiplicativa de A es igual a 1/A define la división esto es A * 1/A = 1 - La única ley distributiva aplicable es la de operador (.) sobre el operador + (.) sobre (+) a(b+c)=(a.b) +(a.c)

Postulados de Huntington. 1. a) Cierre con respecto al operador (+) b) Cierre con respecto al operador (.) 2. a) Un elemento identidad con respecto al operador (+), designado por el cero x+0 =0+x=x b) Un elemento identidad con respecto al operador (.) designado por el uno x*1=1*x=x 3. a) Conmutativo con respecto al operador (+) : x+y = y+x b) Conmutativo con respecto al operador (.) : x*y =y*x 4. a) El operador (.) es distributivo sobre el operador (+) : x.(y+z) = (x.y) + (y.z) b) El operador (+) es distributivo sobre el operador (.) : x+(x.z) = (x+y) . (x+z) 5. Para cada elemento de x pertenencia a B existe un elemento x’ complemento perteneciente a B denominado complemento de x tal que: a) x+x’ = 1 b) x’ = 06. Existen cuando menos dos elementos x,y pertenecientes a B tal que x diferente de y. Por lo tanto tenemos que el álgebra de Boole difiere de la aritmética y del álgebra ordinaria en la sig: a) Los postulados Huntington: no incluyen al ley asociativa, no obstante esta ley es valida para el álgebra booleana (para ambos operadores) b) La ley distributiva del operador (+) sobre el operador (.) esto es: x+(y.z) = (x+y).(x+z), la cual es valida para el álgebra de boole pero no para el álgebra ordinaria. c) El álgebra booleana no tiene inversa aditiva a multiplicativa, por lo tanto no hay operaciones de sustracciones o división. d) El postulado 5 define un operador llamado completo que no se encuentra en el álgebra ordinaria. e) En el algebra de Boole se define un conjunto B de dos elementos (0 y 1) y el álgebra ordinaria trata con el conjunto de los números reales.

2.2.3.2 Mapas de Karaugh

Los diferentes métodos para simplificar las funciones booleanas, se pueden resumir en:

• Método algebraico

Postulado 2 a) x + 0 = x b) x. 1 = x Postulado 5 a) x + x’ = 1 b) x. x’ = 0 Teorema 1 a) x + x = x b) x. x = x Teorema 2 a) x + 1 = 1 b) x. 0 = 0 Teorema 3 involución (x’)’ = x Teorema 3 conmutativo a) x + y = y + x b) xy = yx Teorema 4 asociativo a) x + (y + z) = (x + y) +z b) x (yz) = (xy) z Postulado 4 distributivo a) x (y + z) = xy +xz b) x + yz = (x + y)(x+z) Teorema 5 morgan a) ( x + y)’ = x’ y’ b) (xy) = x’ + y’ Teorema 6 absorción a) x + xy = x b) x (x + y) = x

• Métodos numéricos, como el método de McCluskey

• Método grafico de Karnaugh

METODO ALGEBRAICO:La simplificación matemática no es nada sistemática y por lo tanto, dependerá de la habilidad del diseñador, además el proceso se dificulta Para funciones con más de tres variables, no siendo posible asegurar que el resultado obtenido sea una expresión irreducible.METODO DE TABULACION Mc- CLUSKEYSe utiliza para simplificar funciones que tienen 5 o más de 5 variables, además es susceptible de ser tratado como ordenadorMAPAS DE KARNAUGHEs uno de los métodos más fáciles para simplificar funciones, pudiendo emplear hasta incluso con seis variables.Dicho método es una forma gráfica de representar la tabla de verdad de una función lógica, construyendo una tabla donde cada valor de la tabla de la verdad se le asigna una casilla.La tabla se construye situado como entradas verticales las combinaciones posibles de las variables de las que depende la función que se intenta simplificar, y encabezando cada columna por la combinación binaria correspondiente, de forma que de una columna a la contigua cambie solo una

variable de valor. Como entradas horizontales se disponen las combinaciones posibles de las variables restantes, de forma que entre las combinaciones binarias correspondientes a dos filas contiguas cambie de valor también solo una variable.

2.2.4 Implementación y aplicación de los circuitos combinacionales.

Un circuito o un sistema lógico combinacional es aquel que:Está formado por funciones lógicas elementales ( AND, OR, NAND, NOR, etc. ), Tiene un determinado número de entradas y salidasIMPORTANTE: En cada instante, el valor de la salida (o salidas) depende únicamente de los valores de las entradas. Por lo tanto, en ellos no es necesario tener en cuenta el tiempo.Ejemplos de sistemas lógicos combinacionales:Codificadores, decodificadores Multiplexores, demultiplexoresComparadores, detectores de paridad…Características:

• Los sistemas o circuitos combinacionales pueden ser representados mediante una tabla de verdado mediante las expresiones ya vistas anteriormente (formas canónicas, como suma de productos o producto de sumas).

• Toda función lógica puede implementarse en un circuito o sistema combinacional.Dos son pues los aspectos a tratar de los sistemas combinacionales:

• Análisis del circuito: dado el esquema circuital - obtener sus ecuaciones para simplificarlas y obtener la especificación literal de su funcionamiento.

Debe conducir a una solución única.

• Síntesis o diseño del circuito: Dada una especificación literal, obtener un circuito que la satisfaga (generalmente bajo unos criterios de optimización).Varios circuitos pueden satisfacer la misma tabla de verdad SOLUCION no UNICA.

ANALISIS DE CIRCUITOS combinacionales:

Circuito o sistema está construido con puertas AND, OR y NOT, su salida o salidas (la expresión de la función que realiza) puede obtenerse de una forma sencilla:

• Partiendo de las puertas de entrada y progresando hacia las salidas a través de los diferentes "niveles" del circuito lógico.

• Un nivel representa cada paso por una puerta y la de salida es el primer nivel. • Las puertas cuya salida alimentan al primer nivel, constituyen el segundo nivel, y así

sucesivamente. Circuito o sistema está construido con puertas AND, OR y NOT

• Una vez realizado este primer paso, la función puede aparecer como suma de productos o como producto de sumas, pero ninguna de las dos formas tiene porqué ser canónica.

• En general, la función puede aparecer de otra forma, dependiendo del número de niveles, pero todas deben de conducirnos al mismo mapa de Karnaugh.

• Con el mapa de Karnaugh, la función puede ser simplificada y obtenida su tabla de verdad. • A partir de esta tabla de verdad será ya inmediato dar la función de forma literal

(proposición).Si el circuito está construido con puertas NAND, NOR su análisis se hace de forma análoga.• Podemos considerar las equivalencias entre puertas (tema anterior). • REGLAS cuando el circuito está realizado con puertas NAND y queremos transformarlo en

combinación de puertas AND y OR: Considérense como puertas OR todas las puertas NAND en nivel impar. Considérense como puertas AND todas las puertas NAND en nivel par. Compleméntense todas las variables que entren en el circuito en un nivel impar.

Cuando una variable entre a un nivel par y a uno impar sólo será complementada en el nivel impar.REGLAS cuando el circuito está realizado con puertas NOR y queremos transformarlo en combinación de puertas AND y OR:

Considérense como puertas AND todas las puertas NOR en nivel impar. Considérense como puertas OR todas las puertas NOR en nivel par. Compleméntense todas las variables que entren en el circuito en un nivel impar. Cuando una variable entre a un nivel par y a uno impar sólo será complementada en el

nivel impar.2.2Diseño de circuitos combinacionalesEl problema del diseño o síntesis consiste en determinar un circuito que cumpla con unas determinadas especificaciones, tanto de comportamiento como de funcionalidad. Este problema se puede dividir en dos partes:

Obtención de la función de conmutación que cumpla la funcionalidad deseada. Obtención de los circuitos que implementa dicha función con el comportamiento deseado.

La obtención de la función de conmutación a partir de unas especificaciones no tiene una metodología establecida sino que depende de la pericia del diseñador y de la precisión de las especificaciones dadas. Tipos de Diseño

Diseño semi-custom.- Los bloques que disponemos serán puertas lógicas existentes en alguna librería disponible.

Diseño MSI.- Los bloques disponibles serán grandes bloques de una complejidad media, como pueden ser bloques sumadores.

Diseño programable.- Los bloques disponibles serán dispositivos programables en los que se programará la función deseada.

Diseño full-custom.- No se dispondrá de ningún bloque sino que todos los elementos necesarios, simples o complejos, deberán ser generados por el diseñador.

Metodologia del diseño Enunciar el problema Determinar el número requerido de variables de entrada y el número requerido de

variables de salida. Asignar letras a las variables de entrada y a las de salida. Deducir la tabla de verdad que define las relaciones entre las entradas y las salidas. Obtener las funciones de Boole simplificada (utilizando el álgebra de Boole, Mapas de

Karnaugh u cualquier otro) para cada salida. Dibujar el diagrama lógico. Dibujar el diagrama eléctrico (opcional).

Procedimiento en circuitos combinacionales Para n variable de entrada, hay 2 n combinacionales posibles de valores de los valores

binarios de entrada. Para cada combinación posible de entrada, hay una y sólo una combinación de salida

posible. Un circuito combinacional puede describirse por m funciones de Boole. Cada función de salida se expresa en términos de n variables de entrada

2.3.2 Flip Flop JKEl símbolo lógico para un flip-flop JK es el siguiente:

Este flip-flop J-K se considera como el FF universal. Tiene dos entradas para datos etiquetadas como J y K así como otra para el pulso de reloj (CK). También tiene dos salidas: Q y Q’. La flecha (> ) en la entrada CK indica que es disparado por flanco ascendente; el círculo señala que el disparo se hace con el flanco descendente, lo cual significa que los datos se transfieren desde las entradas hasta la salida Q cuando el pulso de reloj efectúa una transición desde ALTO hasta BAJO.La tabla de verdad de la figura presenta cuatro modos de operación útiles para el flip-flop J-K:

Modo de retención (hold). Este modo corresponde al estado de memoria. Los pulsos de reloj en la entrada CK no tienen efecto alguno sobre las salidas.Modo reinicializa (reset). La salida Q se lleva a 0 cuando J = 0, K=1 y el pulso de reloj cambia de ALTO a BAJO.

Modo inicializa (set). La salida Q se lleva a 1 cuando J = 1, K = 0 y el pulso de reloj cambia de ALTO a BAJO.Modo de cambio de estado o de conmutación (toggle). En este modo, el estado de la salida Q se cambia de manera alterna (de 1 a 0, de 0 a 1 y así sucesivamente) cada vez que llega un pulso de reloj.Flip flop DEn la figura se presenta el símbolo lógico para el flip-flop tipo D; sólo tiene una entrada para datos y otra para el pulso de reloj CK. Sin embrago, tiene dos salida Q y Q’, como todos los flip-flops.El nombre flip-flop D significa flip-flop de dato. En algunas ocasiones también recibe el nombre de flip-flop de retardo debido a que se suele emplear para retrasar, en un lapso equivalente a un ciclo de reloj, la aparición del dato en la salida Q. Este retardo, de pocos nanosegundos, puede ser muy importante en aplicaciones donde interviene muchos circuitos.

Flip FLop RSEl flip-flop tiene dos entradas R (reset) y S (set), se encuentran a la izquierda del símbolo. Este flip-flop tiene activas las entradas en el nivel BAJO, lo cual se indica por los circulitos de las entradas R y S. Los flip-flop tienen dos salidas complementarias, que se denominan Q y 1, la salida Q es la salida normal y 1 = 0.El flip-flop RS se puede construir a partir de puertas lógicas. A continuación mostraremos un flip-flop construido a partir de dos puertas NAND, y al lado veremos su tabla de verdad correspondiente

2.3.3 Diseño de circuitos secuencialesA diferencia de los sistemas combinacionales, en los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno El sistema secuencial más simple es el biestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado actualmente.La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos se los denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los "asíncronos" o "asincrónicos" que son aquellos que no son controlados por señales de reloj.Los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados:

Contador Un contador es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cómputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia.

Registros Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es decir, que los valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores) consistente en una serie de biestables, generalmente de tipo D, conectados en cascada, que basculan de forma sincrónica con la misma señal de reloj.En todo sistema secuencial nos encontraremos con:

a) Un conjunto finito, n, de variables de entrada (X1, X2,..., Xn).

b) Un conjunto finito, m, de estados internos, de aquí que los estados secuenciales también sean denominados autómatas finitos. Estos estados proporcionarán m variables internas (Y1,Y2,..., Ym).c) Un conjunto finito, p, de funciones de salida (Z1, Z2,..., Zp).Una Máquina de Moore es un autómata de estados finitos donde las salidas están determinadas por el estado actual únicamente (y no depende directamente de la entrada). El diagrama de estados para una máquina Moore incluirá una señal de salida para cada estado. Comparada con la Máquina de Mealy, la cual mapea transiciones en la máquina a salidasUna Máquina de Mealy es un tipo de máquina de estados finitos que genera una salida basándose en su estado actual y una entrada. Esto significa que el Diagrama de estados incluirá ambas señales de entrada y salida para cada línea de transición.Máquina de estados: Modelo matemático que describe los circuitos secuenciales síncronos

E = { E1, ..., En} conjunto de entradas Z = { Z1, ..., Zm} conjunto de salidas Q = { Q1, ..., Qp} conjunto de estados l : Q x E g Z función de salida d : Q x E g Q función de transferencia

Estructura general de un circuito secuencialCon cada evento de reloj (flanco), el nuevo estado Q(t+1) es recalculado y las salidas del sistema pueden variar. La Memoria es la parte secuencialPasos:

Traducir las especificaciones verbales a diagrama de estados Obtención de la tabla de transición y excitación Minimización de las funciones Implementación del circuito

2.3.4 Aplicación de circuitos secuenciales BiestablesComo se ha indicado, los biestables o “flip-flops” son elementos capaces de memorizar un estado (uno o cero lógico). Se trata de elementos básicos de memoria, con capacidad para memorizar una sola variable digital, es decir, son elementos de memoria de 1 bit Biestable JKSíncrono con cambio por flanco de reloj Aquí se presenta el biestable síncrono más completo, en su modalidad de disparo por flanco negativo de reloj y con entradas de reset y preselección. Los filp-flops son utilizados para hacer contadores, registros, son las bases de las memorias actuales, aunque ya no los tengan físicamente incorporados.ContadoresLos contadores son circuitos secuenciales que cambian de estado ante cambio de una señal de entrada evolucionando cíclicamente entre un número concreto de estados. En los contadores síncronos la señal que marca el cambio de estado es, básicamente, la señal de reloj. Existen muy variados tipos de contadores para aplicaciones muy diversas aplicaciones.RegistrosEn su visión básica un registro paralelo de n bits realiza la misma función que el biestable D para 1 bit, es decir, ante pulso de reloj cambia el estado para que refleje el valor de un conjunto de entradas. Dicho estado se mantiene hasta el siguiente pulso de reloj. 2.3 Logica Secuencial

La Lógica Secuencial es el Método de ordenamiento de acciones, razonamiento, y expresión de la automatización de maquinaria, equipos y procesos. Y su interrelación con el hombre. Esto nos da por consiguiente los binomios, hombre-máquina, hombre-proceso. La lógica secuencial es un tipo de circuito de lógica que salida dependa no sólo de la actual entrada pero también de la historia de la entrada. Esto está en contraste con lógica combinational, del que salida es una función, y solamente de, la actual entrada. Es decir la lógica secuencial tiene almacenaje (memoria) mientras que la lógica combinational no.En los sistemas asincrónicos tipo compuerta, los elementos de memoria consisten en compuertas lógicas cuyos retardos de propagación constituyen la memoria requerida. Así, un circuito secuencial asincrónico puede tomarse como un circuito combinacional con retroalimentación.Un sistema lógico secuencial sincrónico, por definición, puede usar señales que afecten los elementos de memoria solamente en instantes de tiempo discreto. Una forma de lograr este propósito es usar pulsos de duración limitada a través del sistema de tal manera que la amplitud de un pulso represente lógica 1 y otra amplitud de pulso (o la ausencia de un pulso) represente lógica 0.En la lógica secuencial a diferencia de la lógica combinatoria se hace uso de un elemento básico llamado flip-flop. El flip-flop es un elemento de memoria que almacena un bit de información. Algunos textos usan este nombre para referirse a los cerrojos, pero en la mayoría de las publicaciones se hace la diferencia entre flip-flop y latch. Este último término es el que traducimos como cerrojo.2.2.4 Familias LogicasTTLTTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, "lógica transistor a transistor". Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares. las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que se describen en sus hojas de características según el fabricante. Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4'75V y los 5'25V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0'2V y 0'8V para el estado L y los 2'4V y Vcc para el estado H.En algunos casos puede alcanzar poco mas de los 250Mhz. Esta familia es la primera que surge y aún todavía se utiliza en aplicaciones que requieren dispositivos SSI y MSI. El circuito lógico TTL básico es la compuerta NAND. La familia TTL utiliza como componente principal el transistor bipolar. Como podemos ver en la figura, mediante un arreglo de estos transistores se logran crear distintos circuitos de lógica digital. Características

La familia lógica transistor-transistor ha sido una de las familias de CI más utilizadas. ØLos CI de la serie 74 estándar ofrecen una combinación de velocidad y disipación de

potencia adecuada a muchas aplicaciones. Los CI de esta serie incluyen una amplia variedad de compuertas, flip-flops y multivibradores monoestables así como registros de corrimiento, contadores, decodificadores, memorias y circuitos aritméticos. La familia 74 cuenta con varias series de dispositivos lógicos TTL(74, 74LS, 74S, etc.).

Estas series utilizan una fuente de alimentación (Vcc) con voltaje nominal de 5V. Funcionan de manera adecuada en temperaturas ambientales que van de 0° a 70°C.

CMOSExisten varias series en la familia CMOS de circuitos integrados digitales. La serie 4000 que fue introducida por RCA y la serie 14000 por Motorola, estas fueron las primeras series CMOS. La serie 74C que su característica principal es que es compatible terminal por terminal y función por función con los dispositivos TTL. Esto hace posibles remplazar algunos circuitos TTL por un diseño equivalente CMOS. La serie 74HC son los CMOS de alta velocidad, tienen un aumento de 10 veces la velocidad de conmutación. La serie 74HCT es también de alta velocidad, y también es compatible en lo que respecta a los voltajes con los dispositivos TTL. Los voltajes de alimentación en la familia CMOS tiene un rango muy amplio, estos valores van de 3 a 15 V para los 4000 y los 74C. De 2 a 6 V para los 74HC y 74HCT.Por lo tanto los margenes de ruido se pueden determinar a partir de la tabla anterior y tenemos que es de 1.5 V. Esto es mucho mejor que los TTL ya que los CMOS pueden ser utlizados en medios con mucho más ruido. Los margenes de ruido pueden hacerse todavía mejores si aumentamos el valor de VDD ya que es un porcentaje de este.En lo que a la disipación de potencia concierne tenemos un consumo de potencia de sólo 2.5 nW cuando VDD = 5 V y cuando VDD = 10 V la potencia consumida aumenta a sólo 10 nW.Sin embargo tenemos que la disipación de potencia sera baja mientras estemos trabajando con corriente directa. La potencia crece en proporción con la frecuencia. Una compuerta CMOS tiene la misma potencia de disipación en promedio con un 74LS en frecuencia alrededor de 2 a 3 MhzHay otras características muy importante que tenemos que considerar siempre, las entradas CMOS nunca deben dejarse desconectadas, todas tienen que estar conectadas a un nivel fijo de voltaje, esto es por que los CMOS son, al igual que los MOS muy susceptibles a cargas electrostáticas y ruido que podrían danar los dispositivosDiferencias entre TTL y CMOS