Práctica 4: CONTADORES

Transcripción

1 Práctica 4: CONTADOES

2 Introducción Biestables Son circuitos que tienen dos estados estables. Cada estado puede permanecer de forma indefinida. Son circuitos con memoria Clasificación: Asíncronos: no necesitan señal de sincronización para cambiar la salida Síncronos: necesitan una señal para validar la salida (Señal de sincronismo o de reloj ) Asíncronos S Síncronos S, J-K, T, D 2

3 Circuitos secuenciales asíncronos Biestables -S Con puertas NO S S t t- No cambia de estado S Con puertas NAND Prohibido S 3

4 Circuitos secuenciales asíncronos Presencia de glitches Utilizar biestables síncronos A B Aparecen problemas en los sistemas asíncronos cuando aparecen transitorios de la señal de entrada que son capturados a la entrada de los biestables A B tp t p tp A tp... S S t t- Prohibido A S 2t p t 4

5 Circuitos secuenciales síncronos Nomenclatura de la señal de reloj Biestables tipo LATCH Nivel alto Nivel bajo Biestables tipo FLIP-FLOP Flanco de subida Flanco de bajada 5

6 Circuitos secuenciales síncronos Biestables -S síncronos S (SET) es la puesta a y (ESET) es la puesta a del biestable. Si las entradas S y están a la salida valdrá o. Si y S son no cambia el estado S Señal de reloj (Flanco descendente) x S x t t- t- (B.P.) (I.P.) Biestable -S activo por flanco de bajada 6

7 Circuitos secuenciales síncronos Biestables J-K esuelve el problema de la prohibición del estado =S= del biestable -S. J es la puesta a y K es la puesta a del biestable. Si las entradas J y K están a la salida cambia su estado. Si J y K son no cambia el estado J J x K x t t- t- K t- Biestable J-K activo por flanco de bajada 7

8 Circuitos secuenciales síncronos Biestables J-K síncronos con entradas asíncronas de preset y clear Los dispositivos comerciales suelen disponer de unas entradas asíncronas para la puesta a cero del biestable (Clear) y para su puesta a uno (Preset) Preset J K Preset Clear t- J x Clear K x t t t- t- t- Prohibido Con Clear = Preset = tenemos el funcionamiento normal del biestable 8

9 Circuitos secuenciales síncronos Biestables T La salida del biestable cambia de estado siguiendo la evolución de la señal T. El biestable T es la base de los contadores asíncronos. T T t t- t- 9

10 Circuitos secuenciales síncronos Biestables T No existe comercialmente y se consigue con biestables tipo J K. Si conectamos la entradas J y K y la denominamos entrada T tendremos un biestable tipo T T J K t J K t- t-

11 Circuitos secuenciales síncronos Biestables D FLIP-FLOP Pasa el valor presente en la entrada D a la salida cuando llega el flanco descendente de la entrada de reloj. D D X t t- Biestables D LATCH Pasa el valor presente en la entrada D a la salida cuando tenemos un nivel alto en la entrada de sincronismo. D D X t t- Activo por nivel!

12 Circuitos secuenciales síncronos Problema de las carreras Utilizar configuración master-slave Problema que surge cuando existe realimentación de la salida hacia la entrada del sistema cuando aún está activa la señal de reloj D 2

13 Circuitos secuenciales síncronos Biestables Maestro-Esclavo (Master-Slave) Corresponde a dos biestables (J-K ó -S) dispuestos en serie (uno maestro y el otro esclavo). eciben esta denominación porque el estado del biestable esclavo - una vez que el reloj de éste asi lo permite - corresponde al estado de las salidas del biestable maestro. Para eliminar finalmente los problemas de carrera se usan con configuración activos por flanco. J J K K 2 3

14 Aplicaciones de biestables Contadores asíncronos Tienen una entrada de reloj genérica y n salidas binarias que representan en cada momento el valor en binario de los pulsos que entran por la entrada de reloj. Los biestables no cambian al mismo tiempo Divisores de frecuencia En muchas ocasiones la frecuencia de una señal no es la requerida para la aplicación y se hace necesario dividir la misma Temporizadores Las aplicaciones de los temporizadores en aplicaciones de electrónica digital son imprescindibles. 4

15 Aplicaciones de biestables Contadores asíncronos Están basados en biestable de tipo T encadenados en cascada. Cada vez que en la entrada de un biestable tipo T aparece un flanco descendente (cambio de a ) el biestable cambia de estado T T T T 2 3 5

16 Aplicaciones de biestables Contadores asíncronos Cronograma

17 Aplicaciones de biestables Contadores decimales Para construir un contador decimal, utilizaremos un contador binario de 4 bits y lo reseteamos (poner a cero) cuando entren pulsos. eseteamos el contador cuando tenemos la combinación binaria de () T T T T 2 3 7

18 Aplicaciones de biestables Contadores decimales eset con la combinación BCD epresentación en diagrama de bloques del contador decimal (BCD) 8

19 Aplicaciones de biestables Contador Ascendente-Descendente T T T T A/D 2 3 Con un contador ascendente pasa a la salida el mismo número que en la salida del biestable (salida ) Con un contador complementa el número que tenga la salida del biestable ( salida (negada)) 9

20 Aplicaciones de biestables Divisor de frecuencia Las salidas de un contador se pueden utilizar como un divisor de frecuencia. Tal y como puede verse en el cronograma la frecuencia de salida de cada salida divide por 2 la frecuencia de la anterior f f f f 2 f n = n+ 2 f 2 3 f 3 2

21 Aplicaciones de biestables Divisor de frecuencia Binario BCD f f f 2 3 f 2 4 f f f 2 3 f Cuando el contador es de tipo BCD la salida 3 no cumple la regla f /2 n+, sino que divide por ya que cuando entran pulsos se resetea 2

22 Aplicaciones de biestables Temporizador El temporizador básico cuando detecta la combinación de temporización y efectúa un cambio de a. V CC Contador Pulsador de Inicio de temporización Combinacional 22

23 Aplicaciones de biestables Temporizador V CC Pulsador de Inicio de temporización BCD Pulsador Inicio S 23