El biestable J-K síncrono activo por flanco es un biestable que tiene dos entradas de datos, denominadas J y K, y tiene una señal de sincronismo (onda cuadrada) que permite cambios en la salida cuando existan flanco (subida o bajada dependiendo del biestable) en ella.
Biestable J-K síncrono
La descripción de cada patilla o terminal del biestable es la siguiente: - Señal de sincronización (CLK): en este terminal actúa la señal de reloj (onda
cuadrada), cuyos flancos marcan la zona donde puede haber cambios en la salida Q.
- Señales de entrada (J y K): la combinación de ‘0’ y ‘1’ en estos dos terminales determina el valor lógico de la salida.
- Señal de salida (Q): esta señal es la salida del dato que puede ser ‘0’ ó ’1’ lógicos. - Señal de salida inversa (Q): es el valor lógico inverso a la salida Q.
- Señal de preset (PRS): señal asíncrona que cuando esta a nivel alto pone la salida Q a nivel alto independientemente de cómo estén las entradas J y K.
- Señal de clear (CLR): señal asíncrona que cuando está a nivel alto pone la salida Q a nivel bajo independientemente de cómo estén las entradas J y K.
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La tabla de funcionamiento que relaciona las señales de entrada J y K con la señal de salida Q se presenta a continuación:
Tabla de verdad o funcionamiento de un biestable J - K activo por flanco
H: nivel alto o uno lógico. L: nivel bajo o cero lógico.
X: puede ser ‘0’ o ‘1’, es indiferente. Qt: salida Q en el instante t. f: flanco de señal. PRESET CLEAR CLK J K Q Q H L X X X H L L H X X X L H H H X X X H H L L f L L Qt Qt L L f H L H L L L f L H L H L L f H H Qt Qt
MANUAL DE ELECTRÓNICA
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En el análisis de cualquier cronograma hay que tener en cuenta la tabla de verdad del componente secuencial (en este caso un biestable) para entender los cambios temporales en la salida.
Cronograma de un biestable J-K activo por flanco
En el análisis de un cronograma es imprescindible el reconocimiento de los flancos de la señal de sincronización. Los flancos van a marcar los instantes en los que está permitido el cambio en la señal de salida. Los instantes en que las señales de control pasan a valer niveles lógicos de activación son también necesarios en el análisis del cronograma. Una vez marcados sobre el cronograma los instantes anteriormente mencionados, el proceso de realización es el siguiente:
- Hasta t1 la señal de PRESET está a nivel alto, por lo tanto fuerza a que la salida
esté, hasta ese instante, a nivel alto.
- En el instante t2 un flanco de bajada permite los cambios en la señal de salida,
dependiendo del estado de las entradas J y K. Tomando la tabla de verdad del biestable, en ese instante J vale nivel alto y K vale nivel bajo, luego la salida está a nivel alto.
- En t3 la salida no cambia puesto que las entradas J y K no han cambiado.
- En t4 la salida no cambia.
- En t5 la salida pasa a nivel bajo, puesto que la entrada J está a nivel bajo y la
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CONTADORES
Un contador es un sistema secuencial con una entrada de impulsos u onda cuadrada, también llamada de reloj, que va a “contar” el número de impulsos que le llegan por esta entrada. Los contadores están constituidos por biestables con un circuito combinacional añadido.
Los tipos de contadores que existen están clasificados en función del tipo de señal con la que trabajen; así se pueden encontrar contadores binarios, contadores en BCD, etc. El tamaño del contador depende del número de terminales de salida de que dispone. Estos terminales de salida proporcionan en binario el número de impulsos que ha contado. Por ejemplo:
- Contador de 4 bits:
Número mayor de impulsos que puede contar = 24 = 16 impulsos. Este contador tiene cuatro terminales de salida.
- Contador de 8 bits:
Número mayor de impulsos que puede contar = 28 =256 impulsos. Este contador tiene cuatro terminales de salida.
El patillaje o los terminales de un contador son los siguientes:
UP --- Arriba
DOWN --- Abajo (DN)
MANUAL DE ELECTRÓNICA
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La descripción de cada patilla o terminal es:
- UP y DN: son dos entradas por donde se aplican los impulsos de la señal de reloj. Si los impulsos de reloj se introducen por el terminal UP, manteniéndose a nivel alto el terminal DN, se realiza la cuenta de forma ascendente. Si por el contrario se intercambian las señales, la cuenta se realiza de forma decreciente.
- CLR: es la señal de RESET o de puesta a cero del contador. Mientras esta señal esté a nivel alto el contador no podrá contar.
- LOAD: es la señal que permite la carga del dato de referencia que está presente en los terminales A,B,C y D.
- A,B,C y D: son las entradas de carga del contador. Se utilizan para empezar la cuenta desde un valor distinto del cero. En el momento de cargar un valor, ese mismo valor es visible en los terminales de salida y la cuenta empieza desde él.
- QA,QB,QC Y QD: son las salidas del contador. Indican en código binario o BCD el valor de la cuenta de impulsos.
- CO y BO: son señales que indican que se ha llegado a fin de cuenta. En el caso de un contador de cuatro bits que puede contar hasta 16 impulsos, CO avisa cuando en la salida se tiene el valor 15 en binario y BO avisa en cuenta descendente cuando la salida vale cero en binario.
Asociando contadores de un determinado número de bits se pueden conseguir contadores con un número mayor de cuenta. Por ejemplo, asociando tres contadores de cuatro bits se consigue un contador de doce bits.
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La señal principal que se tiene en esta ampliación es la señal de fin de cuenta ascendente CO o descendente BO. En el circuito de ampliación, con una señal de reloj, que puede provenir de un sensor que genere impulsos u ondas cuadradas, se incrementa la salida en binario del número de impulsos recibidos para el primer contador. Cuando se llega al final de cuenta en el primer contador, se genera un pulso en la patilla CO o BO. Este pulso se aprovecha para incrementar la cuenta del segundo contador. La salida CO o BO del segundo contador, de la misma manera, incrementa la cuenta del tercero y así sucesivamente. Las señales LOAD y CLR son comunes para los tres contadores. Los contadores son muy utilizados en todas aquellas aplicaciones que tengan como señal de sensor un generador de impulsos. El generador de impulsos puede ser, desde una célula fotoeléctrica hasta un sensor de efecto HALL. Actualmente los contadores pueden ir integrados dentro de unos componentes denominados microcontroladores que gestionan multitud de tareas tales como el tratamiento y conversión de señales a códigos comprensibles.
La adición de sistemas combinacionales a la lógica de control de un contador lleva al diseño de contadores cíclicos que comienzan la cuenta en un valor determinado y al llegar al final de cuenta, vuelve a empezar a contar desde el primer valor.
Contador cíclico decimal.
En este caso hay que detectar el momento en el que el contador llega a nueve, instante en el cual hay que resetear el contador. Si en la salida (QA,QB,QC y QD) se ha contado hasta nueve en binario, se tiene que QA vale ‘1’, QB vale ‘0’, QC vale ‘0’ y QD vale ‘1’ (1001 en binario es igual a 9 en decimal). Aprovechando los bits a nivel alto del número nueve en binario, la salida de la puerta AND vale ‘1’, por lo que en la patilla CLR de reseteo hay un nivel alto, que condiciona la salida a valer ‘0’. Por lo tanto, la cuenta de este contador cíclico es: