UNIVERSIDAD FERMÍN TOROVICE-RECTORADO ACADÉMICO

ESCUELA DE ELECTRICACABUDARE – ESTADO LARA

Asignación 7

Proyecto con Flip

Flop.

Discente:

Franklin Santos C.I.26079931

Prof. Marienny Arrieche

Materia: Circuitos Digitales

Sección: SAIA B

Enero del 2017

Introducción

Podemos partir de que, 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 y que el sistema secuencial más simple es el

biestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado

actualmente. Por otra parte, se tiene que el sistema secuencial requiere de la

utilización de un dispositivo de memoria que pueda almacenar la historia

pasada de sus entradas (denominadas variables de estado) y le permita

mantener su estado durante algún tiempo, estos dispositivos de memoria

pueden ser sencillos como un simple retardador o tan complejos como un

circuito completo de memoria denominado multivibrador biestable o Flip-Flop.

Además, que en éste tipo de circuitos entra un factor que no se había

considerado en los circuitos combinacionales, dicho factor es el tiempo,

según como manejan el tiempo se pueden clasificar en: circuitos

secuenciales síncronos y circuitos secuenciales asíncronos.

En cuanto a circuitos secuenciales asíncronos tenemos que los

cambios de estados ocurren al ritmo natural asociado a las compuertas

lógicas utilizadas en su implementación, lo que produce retardos en

cascadas entre los biestables del circuito, es decir no utilizan elementos

especiales de memoria, lo que puede ocasionar algunos problemas de

funcionamiento, ya que estos retardos naturales no están bajo el control del

diseñador y además no son idénticos en cada compuerta lógica.

A su vez en Los circuitos secuenciales síncronos sólo permiten un

cambio de estado en los instantes marcados o autorizados por una señal de

sincronismo de tipo oscilatorio denominada reloj (cristal o circuito capaz de

producir una serie de pulsos regulares en el tiempo), lo que soluciona los

problemas que tienen los circuitos asíncronos originados por cambios de

estado no uniformes dentro del sistema o circuito.

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALESPROYECTO Nº 7

DURACIÓN: 1 SEMANAS.FLIP- FLOP

Objetivos:

Obtener la Tabla de la verdad de los Flip Flop RS y D Estudiar el funcionamiento del flip flop y su uso en diferente configuraciones. Observar el efecto del reloj en los flip – flop temporizados y la sincronía de

entradas y salidas.

Material Necesario

Leds. Compuertas lógicas 74LS00, 74LS02 CI 74LS76. CI 74LS14 Switches o Dipsw 6 Resistencias de 1 K 1 Resistencias de 10 K

Bases Teóricas:

Antes de comenzar la practica el alumno debe leer y estudiar: Circuitos Biestables (Otros nombres Latch, registros o memorias básicas), Flip-Flop tipo D, Tipo JK Sugerencia: Revisar el 74LS75, 74LS77, Flip-Flop, Tipo JK 74LS76

Pre-Laboratorio:

1. ¿Qué es un flip flop?

Es un elemento básico de una memoria que cambia por un cambio

momentáneo de sus entradas llamado (Trigger). Es un multivibrador capaz

de permanecer en uno de dos estados posibles durante un tiempo

indefinido en ausencia de perturbaciones. Esta característica es

ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El

paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas.

2. Investigar la tabla de la verdad, diagrama de tiempo y símbolo de los siguientes flip-flop:

(a) J-K

Tabla de la Verdad y Simbolo con su hoja tecnica:

Diagrama de Tiempo

(b) SR o SC

Diagrama de Tiempo

Símbolos y hoja técnica

(c) D

Símbolos y hoja técnica

Tabla de la verdad:

Diagrama de Tiempo:

(d) T

Tabla de la verdad y símbolos y hoja técnica:

3. Investigue las hojas técnicas de los flip-flop mencionados en la pregunta No. 2.

4. ¿Qué significan los términos sincrónicos y asincrónicos?

Asíncronos: Que no tiene un intervalo de tiempo constante entre cada evento. Característica de cualquier sistema de comunicación en el que el transmisor puede enviar datos sin previo aviso. El receptor debe estar preparado para aceptar datos en cualquier momento. El Modo Asíncrono de Transferencia, es una de las más nuevas tecnologías actuales que prometen ser el futuro de telecomunicaciones involucrando información de muy diferentes tipos, como audio, video y también forma la base para el B-ISDN, o Broadband -Integrated Services Digital Network. Solamente tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS.

Síncronos: En un sistema de comunicación, el transmisor debe coordinarse con el receptor antes del envío de datos. Con frecuencia, la sincronización se maneja haciendo que el hardware transmisor envíe un pulso regular al no haber datos disponibles. El receptor usa los pulsos para determinar el comienzo y fin de los bits. Son procesos síncronos los que dependen de un acontecimiento externo que los dispara. Además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj.

5. Investigue las características del CI 74LS14. Dibuje su configuración interna e indique la función de cada uno de sus pines.

Tenemos que el circuito integrado 7414 consta de 6 inversores schmitt

trigger con salida totem pole. Dichos circuitos son usados cuando en las

entradas se tienen niveles con ruido que pueden falsear los niveles de salida.

Se puede decir que la tabla de la verdad de cada inversor es muy sencilla, ya

que se invierte el valor de la entrada. Además, los inversores son muy usados

en electrónica, gracias a ellos podemos adaptar circuitos que necesitan ser

realmente controlados por lógicas inversas. Por ultimo podemos destacar que

combinando varios uno detrás de otro podemos generar retardos pequeños,

necesarios a veces para acceder a circuitos de forma segura.

6. Complete el diagrama de tiempos mostrado para el circuito de la figura, suponiendo que ambos flip-flops se hallan inicialmente en el estado “0”,

Actividades:I Parte. Flip Flop Básicos con Compuertas Lógicas.

1. Dado el circuito de la figura No. 1 realice el montaje en el protoboard, pruebe su funcionamiento y complete la tabla de la verdad correspondiente.

Figura No. 1

Tabla de la VerdadQt R S Qt+1 Q’t+10 0 0 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 1 X X1 0 0 1 01 0 1 1 01 1 0 0 11 1 1 X X2. Dado el circuito de la figura No. 2 realice el montaje en el protoboard, pruebe

su funcionamiento y complete la tabla de la verdad correspondiente.

Figura No. 2

Tabla de la verdad

CLK Qt D Qt+1 Q’t+10 0 0 0 10 0 1 0 10 1 0 1 00 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 1 01 1 0 0 11 1 1 1 0

II Parte. Estudio y Funcionamiento del Flip – Flop

1. Flip Flop como Divisor de Frecuencia: Dado el circuito de la figura No. 3 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.

Figura No. 3

a. Dibuje la señal de entrada y la señal de salida que se observan en el osciloscopio.

b. ¿Qué se observa en los leds?

Debido a que el flip flop hace una división de la frecuencia entre 2,

podemos observar claramente que los leds tardan mucho más en titilar

con respecto a la entrada. Podemos decir que la configuración toggle

hace que el flip flop oscile al estado contrario por cada pulso recibido del

reloj, ya que dos ondas diferentes ingresan a la entrada del reloj del flip

flop, al mismo tiempo que otra señal ingresa en el pin Q, entonces

tenemos que mientras la señal compuesta del reloj ejecuta el flanco de

bajada, el pin Q cambia entre los valores 1 y 0, al mismo tiempo que en

la otra salida, en resumen podemos decir que el led cambia de manera

gradual debido a que su señal analogica es recibida de un generador.

2. Estudio del Flip Flop como Contador: Dado el circuito de la figura No. 4 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.

Figura No. 4

a. ¿Qué comportamiento se observa en los leds?

Se observa como ocurre un conteo en binario en cada transición del clock,

estos flip flop se encuentran conectados en cascada y es por ello que cada

uno de ellos está dividendo la frecuencia, el primero entre 2 y luego el

segundo entre 4, es decir, 2 del primer Flip Flop multiplicado por 2 del

segundo Flip Flop. Esta división causa lo que sería un conteo entre los 2 F

lip Flops desde 0 a 3 (Se observa una secuencia de encendido en lógica

positiva de una cuenta ascendente binaria de tres bits en cual es bit menos

significativo LBS sería el de la izquierda).

b. Realice una tabla de la verdad según lo que se observa. Explique

CLK Q2 Q1 1 0 0

0 0 11 0 10 1 01 1 00 1 11 1 10 0 0

Se aprecia un contador asincrónico ascendente llevado a cabo

mediante biestables tipo toggle, lo cual implica que estos cambian con

cada flanco de bajada de la señal respectiva del reloj. Debemos tomar

muy en cuenta el led instalado en el generador de onda cuadrada,

puesto que forma también parte de la cifra ya expuesta. Otra de las

cosas que se pueden observar es que al presentarse 3 bits, se infiere

su connotación de contador MOD 8, debido a que se presentan 8

estados o combinaciones para la cuenta.

3. Estudio del Flip Flop Como pulsador Star / Stop: Dado el circuito de la figura No. 5 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.

Figura No. 5

a. ¿Qué comportamiento se observa en el led?

Se puede notar que existe un cambio de apagado al presionar el switch1 y

otro cambio a encendido cuando se presiona nuevamente, repitiendo el ciclo

infinitas veces.

b. Explique su funcionamiento.

Se tiene que la compuerta se está asegurando de que exista el voltaje

correcto para hacer el cambio de estado, y de esta manera no entra ruido al flip

flop J-K. Por otra parte, cada vez que se presiona hay un cambio de estado ya

que j y k están en un estado lógico alto y el pulso está entrando por el clock,

realizando un cambio cada vez que se presione.

Post-Laboratorio:1.- Con el 74194 realiza un circuito secuenciador de Leds, es decir, que se desplace un Led encendido, (hay que realizar un pulso corto en el SR) Ejemplo de funcionamiento: 1000 0100 0010 0001

2.- ¿Cómo harías para que repita el ciclo siempre? Es decir: 1000 0100 0010 0001 1000 0100

Procederíamos a colocar Q3 conectado al SR para que así el desplazamiento pudiera ocurrir de manera infinita, siendo esto debido gracias a la carga del dato en d0, d1, d2 y d3.

Conclusiones

Para finalizar con este proyecto se ha llegado a la conclusión de que los

elementos de memoria que se utilizan en los circuitos secuenciales de reloj

se llaman flip–flops y que dichos circuitos son celdas binarias las cuales son

capaces de almacenar un bit de información. Entendimos que los flip – flops

tiene dos salidas, una para valor normal y otra para el valor complementario

del bit almacenado en él. A su vez se aprendió que los flip flops poseen dos

estados estables, uno a nivel alto (1) lógico y otro a nivel bajo 0 lógico. Para

culminar debemos decir que los flips flops son importantes debido a que

estos componentes electrónicos ayudan en la industria de la tecnología

actual y los podemos encontrar como divisores de frecuencia, circuitos de

enclave, contadores (muy poco usados), circuitos de memoria temporal y

sobre todo como acopladores o acondicionadores de señal entre tarjetas o

máquinas.