CIRCUITOS BIESTABLES CIRCUITOS SECUENCIALES

Transcripción

1 CIRCUITOS BIESTABLES Centro CFP/ES CIRCUITOS SECUENCIALES Un circuito secuencial es aquel tipo de circuito en el que las salidas en un instante dado no dependen única y exclusivamente de las entradas en dicho instante, sino que dependen también de las entradas que han ocurrido con anterioridad. Generalmente, los cambios de estado de estos circuitos se producen en unos determinados instantes de tiempo, que vienen dados por una señal de reloj que está funcionando continuamente. 1

2 BIESTABLES Un biestable es un circuito secuencial, el más simple de todos, que posee dos salidas y ninguna entrada, formando un lazo de retroalimentación con dos inversores. Este tipo de elemento se conoce como biestable porque solamente puede tener dos estados. Cuando la salida Q está activa alta, la salida /Q está activa baja, y viceversa, si Q está activa baja, /Q está activa alta. La característica principal de los biestables es que pueden cambiar sus señales de salida en cualquier tiempo, no tienen que esperar un pulso de reloj para hacerlo. FLIP-FLOP Un flip-flop es igual a un biestable salvo que utiliza los pulsos del reloj. Un flip-flop no está recibiendo continuamente las señales de entrada, sino que recibe señales con los pulsos del reloj. 2

3 BIESTABLE R-S Los biestables S-R reciben este nombre por sus siglas en inglés: Set- Reset. Este tipo de biestable lo forman dos puertas NOR tal y como se puede ver en el circuito. S R Q /Q 0 0 último valor de Q último valor de /Q Este biestable tiene dos entradas, R (reset) y S (set), y dos salidas, Q y su complementaria /Q. El comportamiento de este biestable es el siguiente: cuando las entradas R y S valen 0, el circuito se comporta como si tuviera memoria, es decir, Q tiene el valor de la última señal Q emitida y /Q tiene el valor de la última señal /Q emitida. BIESTABLE R-S Cuando tenemos que representar un biestable S-R podemos utilizar cualquiera de las dos representaciones gráficas siguientes: 3

4 BIESTABLE J-K Como puede verse en la figura se ha representado un biestable RS pero además se han añadido dos puertas NAND. Si las entradas J como R y K como S están a nivel bajo las salidas Q y /Q permanecen en el mismo estado. Este circuito cuando introducimos dos unos a R y S la salida pasa continuamente de 1 a 0 apareciendo una oscilación. Posteriormente veremos como lo podemos solucionar con una señal de sincronismo. BIESTABLE J-K El circuito está compuesta por: Un biestable R-S con puertas NAND. Dos puertas NAND a la entrada. Dosentradasexternas,JyK. 4

5 BIESTABLE J-K BIESTABLE J-K 5

6 BIESTABLE J-K MASTER-SLAVE El circuito está compuesta por 2 biestables R-S, uno lo denominaremos Master (maestro) y otro Slave (esclavo). También está compuesto por unas puertas lógicas que actúan como inhibidores, con las entradas J, K y señal CLK. Además existe realimentación de la salida del Slave a la entrada del Master. BIESTABLE J-K MASTER-SLAVE Este circuito tiene la ventaja de no depender de los tiempos de propagación, ni de subida, ni de bajada de la señal CLK. La primera báscula R-S (Master) almacena la información presente en las entradas R-S durante el tiempo de nivel alto de la señal CLK, entonces inhibido Slave por inversor señal CLK. Durante el flanco descendente y mientras la señal está baja, la información presente en el Master se transmite al Slave, por lo que aparecerán en las salidas Q(t) y /Q(t). 6

7 BIESTABLE D Como puede verse en la figura se ha representado un biestable o báscula tipo D, que también recibe el nombre de latch o cerrojo. Como puede apreciarse en un biestable RS poniendo un inversor. Si D=0, S=0, R=1 por lo que Q=0 Si D=1, S=1 y R=0 por lo que Q=1 Como se observa Q obtiene (guarda) el dato que hay en D por lo que lo memoriza. BIESTABLE RS SINCRONIZADO POR NIVEL Los circuitos vistos anteriormente son asincronos ya que las entradas actúan en todo momento y así cualquier cambio producido en ellas se refleja en las salidas. Dado que es muy dificil entregar dos señales al mismo tiempo, lo solucionamos introduciendo una señal de sincronismo. Mientras la señal CLK este a nivel bajo no se produce ningún cambio a la salida, sin embargo cuando CLK está a nivel alto el circuito permite el paso de la información de la entrada a la salida. 7

8 BIESTABLE D SINCRONIZADO POR NIVEL En este caso: - Si CLK=0 las salidas de las puertas 1 y 2 están a nivel alto y hace que Q y /Q mantengan el valor del estado anterior. - SiCLK=1yD=1alasalidadepuerta1 hay nivel bajo y a la salida de puerta 2 nivel alto por lo que Q=1. - Si CLK=1 y D=0 salida de puerta 1 hay nivel alto y salida puerta 2 nivel bajo por lo que Q=0. - Por lo que el circuito transmite a la salida lo que hay en D cada impulso de reloj. CIRCUITO ANTIRREBOTES ElterminalAdelapuerta2estáanivel bajo puesto que la entrada está conectada a masa así que la salida de la puerta 2 está a nivel alto. La otra entrada de la puerta 1 está a nivel alto, así que como tiene las dos entradas a nivel alto en la salida tendremos un nivel bajo. Si no se mueve el conmutador, no habrá cambios en las salidas. Cuando se separa el conmutador del contacto A sin llegar a tocar el B no habrá cambio en las salidas de las puertas. 8

9 BIESTABLE D SINCRONIZADO POR FLANCO DE SUBIDA 7474 El 7474 es un circuito integrado con dos biestables D sincronizados por flanco. PR (Preset) y CLR (Clear) Cuando la entrada CLR=0 y PR=1 independientemente de J y K, Q=0 y /Q=1. Cuando PR=0 y CLR=1, las salidas, independientemente de la señal de sincronismo valen Q=1 y /Q=0. Si PR y CLR se ponen a nivel 0 Q y /Q se ponen a nivel alto independientemente del valor de las entradas. CIRCUITOS BIESTABLES 9