FLIP FLOPS Y DISPOSITIVOS DE MEMORIA
OBJETIVOS
• Describir el principio de funcionamiento de los Flip-Flops R-S, J-K, y D.
• Interpretar las tablas de estado y diagramas de tiempo de los diferentes tipos de Flip-Flops.
Introducción
Los circuitos lógicos considerados hasta ahora son circuitos
combinatorios, cuyos niveles de salida, en cualquier instante, dependen de los niveles presentes en las entradas, es decir no poseen memoria.
Un sistema digital esta compuesto por circuitos lógicos combinatorios y dispositivos de memoria.
4
Circuitos Secuenciales
En los circuitos secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también de los valores anteriores. El sistema secuencial más simple es el biestable.
5
Asíncronos o Asincrónicos: Que son aquellos que no son controlados por señales de reloj. Depende del orden en que cambian las señales de entrada
Clasificación de los circuitos Secuenciales
Sincronos o Sincrónicos: Son circuitos secuenciales gobernados por señales de reloj.
Los principales sistemas secuenciales pueden encontrarse en forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados:
Principales Circuitos Secuenciales
6
Dispositivos de Lógica Secuencial
Entre los dispositivos de lógica secuencial tenemos:
Son dispositivos electrónicos denominados “biestables”,porque poseen dos estados estables: SET (activación) y RESET (desactivación), en los cuales se pueden mantener indefinidamente, por lo que estos dispositivos son muy adecuados como elementos de almacenamiento.
Poseen al menos dos entradas y dos salidas
Flip-Flops
Latches
7
Llamado báscula (flip-flop), es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas.
Latch y Flip Flops
9
10 Símbolos lógicos
12
Modificación del Latch RS
13
Existe otro Latch con entrada de habilitación que se denomina Latch D, se diferencia del Latch S-R en que sólo tiene una entrada además del de habilitación. En este tipo la salida Q es igual a la entrada D cuando la entrada de habilitación EN está a nivel alto.
14
Un ejemplo de CI Latch D con entradas de habilitación es el 7475, este
dispositivo esta compuesto por cuatro latches, observe que cada entrada de habilitación EN
activa a nivel alto esta compartida por dos latches y se designa por entrada de control ( E0-1 y E 2-3 ) .
15
Disparo de Flip-Flops por flancos (Sincronizados por reloj)
Un Flip-Flop disparado por flanco cambia de estado con el flanco
positivo (flanco de subida) o con el flanco negativo (flanco de bajada) del impulso de reloj y es sensible a sus entradas sólo en esta
16
Símbolos lógicos y tablas de verdad
19
Símbolos lógicos y tablas de verdad
22
Símbolos lógicos y tablas de verdad
Ejercicio: determinar la forma de onda de salida
26
Estas entradas pueden variar el estado del Flip-Flop independientemente del reloj. Generalmente reciben el nombre de Inicialización o Preset ( PRE ) y
Borrado o Clear ( CLR ). Un nivel activo en la entrada de Preset pone a SET el dispositivo, y un nivel activo en la entrada de Clear lo pone en estado de RESET.
28
Flip-Flop Maestro-Esclavo
El flip-flop SR maestro-esclavo
Flip-flop SR maestro-esclavo
Los flip-flops maestro-esclavo (master-slave) han sido ampliamente utilizados hasta la aparición de los disparados por flanco
La construcción de un flip-flop maestro-esclavo SR se realiza a partir de dos cerrojos SR con entrada de habilitación conectados en cascada, de forma que la señal de reloj entra al cerrojo maestro y la señal de reloj
30
31
Características de Operación
Retardo de Propagación
32
Tiempo de Set-Up (Establecimiento ts)
33
Tiempo de Hold (Mantenimiento th)
Problemas de temporización
Q2 responderá de manera
apropiada al nivel presente en Q1 antes que ocurra la TPN de CLK, siempre y cuando el
35 Frecuencia Máxima del reloj (f max)
Es la mayor velocidad a la que se puede disparar al flipflop de manera fiable. Para frecuencias de reloj superiores a la máxima, el dispositivo puede ser incapaz de responder lo suficientemente rápido.
Anchura de Impulsos (tw)
Este parámetro es especificado por los fabricantes para la entrada del reloj, Preset y Clear .
Simbología IEEE/ANSI
37 Contadores
Otra de las aplicaciones es la implementación de contadores binarios. Ejemplo. Contador binario de cero a siete
Aplicaciones de los Flip-Flops
Aplicaciones de los Flip-Flops
Aplicaciones de los Flip-Flops
41
Aplicaciones de los Flip-Flops
Una de las aplicaciones más comunes de los flip-flops es el de divisor de frecuencia, con un factor de división de 2n donde n representa el número de
flip-flops usados.
Aplicaciones de los Flip-Flops