Flip Flops

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

FLIP-FLOPS

CIRCUITOS DIGITALES II

DOCENTE: Ing. Elena Vildozo ZambranoALUMNA:

Triana Humpire Silva

14/10/2015TACNA - PERÚ


INFORME DE LABORATORIO 01: Flip-Flops

1. BASE TEORICA

Todos los circuitos digitales utilizan datos binarios para funcionar correctamente, los circuitos están diseñados para contar, sumar, separar, etc. los datos según nuestras necesidades, pero por el tipo de funcionamiento de las compuertas digitales, los datos presentes en las salidas de las mismas, cambian de acuerdo con sus entradas, y no hay manera debitarlo, si las entradas cambian, las salidas lo harán también, entonces ¿Cómo podemos hacer para mantener un dato o serie de datos en un lugar hasta que los necesitemos?

La respuesta son las memorias, básicamente son sistemas que pueden almacenar uno o más datos evitando que se pierdan, hasta que nosotros lo consideremos necesario, es decir, pueden variar su contenido a nuestra voluntad.

El corazón de una memoria son los Flip Flops, este circuito es una combinación de compuertas lógicas, A diferencia de las características de las compuertas solas, si se unen de cierta manera, estas pueden almacenar datos que podemos manipular con reglas preestablecidas por el circuito mismo.

Esta es la representación general par un Flip Flop (comúnmente llamado "FF")

Los FF pueden tener varias entradas, dependiendo del tipo de las funciones internas que realice, y tiene dos salidas:

Las salidas de los FF sólo pueden tener dos estados (binario) y siempre tienen valores contrarios, como podemos ver en la siguiente tabla:

Las entradas de un FF obligan a las salidas a conmutar hacia uno u otro estado o hacer "flip flop" (Término anglosajón), más adelante explicaremos cómo interactúan las entradas con las salidas para lograr los efectos característicos de cada FF.

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Un biestable (flip-flop en inglés), 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. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:

Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS. Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o

de reloj.

Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas.

La entrada de sincronismo puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de bajada). Dentro de los biestables síncronos activados por nivel están los tipos RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D.

Los biestables síncronos activos por flanco (flip-flop) se crearon para eliminar las deficiencias de los latches (biestables asíncronos o sincronizados por nivel).

TIPOS DE FLIP-FLOPS

FLIP-FLOP RS

Dispositivo de almacenamiento temporal de 2 estados (alto y bajo), cuyas entradas principales permiten al ser activadas:

o R: el borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.o S: el grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida

Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. En ningún caso deberían activarse ambas entradas a la vez, ya que esto provoca que las salidas directa (Q) y negada (Q') queden con el mismo valor: a bajo, si el flip-flop está construido con puertas NOR, o a alto, si está construido con puertas NAND. El problema de que ambas salidas queden al mismo estado está en que al desactivar ambas entradas no se podrá determinar el estado en el que quedaría la salida. Por eso, en las tablas de verdad, la activación de ambas entradas se contempla como caso no deseado (N. D.).

Biestable RS (Set Reset) asíncrono

Sólo posee las entradas R y S. Se compone internamente de dos puertas lógicas NAND o NOR, según se muestra en la siguiente figura:

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Biestables RS con puertas NOR (a), NAND (c) y sus símbolos normalizados respectivos (b) y (d).

Su tabla de verdad es la siguiente:

Tabla de verdad biestable RS

R S Q (NOR) Q (NAND)

0 0 q N. D.

0 1 1 0

1 0 0 1

1 1 N. D. q

N. D.= Estado no deseado q= Estado de memoria

Biestable RS (Set Reset) síncrono

Circuito Biestable RS síncrono a) y esquema normalizado b).

Además de las entradas R y S, posee una entrada C de sincronismo cuya misión es la de permitir o no el cambio de estado del biestable. En la siguiente figura se muestra un ejemplo de un biestable síncrono a partir de una asíncrona, junto con su esquema normalizado:

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https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biestable_RS_asincrono2.png

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biestable_RS_sincrono.PNG


Su tabla de verdad es la siguiente:

Tabla de verdad biestable RS

C R S Q (NOR)

0 X X q

1 0 0 q

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 1 N. D.

X=no importa

Su tabla de excitación es la siguiente:

FLIP-FLOP D (DATA O DELAY)

Símbolos normalizados: Biestables D a) activo por nivel alto y b) activo por flanco de subida.

El flip-flop D resulta muy útil cuando se necesita almacenar un único bit de datos (1 o 0). Si se añade un inversor a un flip-flop S-R obtenemos un flip-flop D básico. El funcionamiento de un dispositivo activado por el flanco negativo es, por supuesto, idéntico, excepto que el disparo tiene lugar en el flanco de bajada del impulso del reloj. Recuerde que Q sigue a D en cada flanco del impulso de reloj.

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https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Biestable_D.PNG


Para ello, el dispositivo de almacenamiento temporal es de dos estados (alto y bajo), cuya salida adquiere el valor de la entrada D cuando se activa la entrada de sincronismo, C. En función del modo de activación de dicha entrada de sincronismo, existen dos tipos:

o Activo por nivel (alto o bajo), también denominado registro o cerrojo (latch en inglés).

o Activo por flanco (de subida o de bajada).

Tabla de verdad Ecuación característica

Tabla de excitación

FLIP-FLOP T (Toggle)

Símbolo normalizado: Biestable T activo por flanco de subida.

Dispositivo de almacenamiento temporal de 2 estados (alto y bajo). El biestable T cambia de estado ("toggle" en inglés) cada vez que la entrada de sincronismo o de reloj se dispara mientras la entrada T está a nivel alto. Si la entrada T está a nivel bajo, el biestable retiene el nivel previo. Puede obtenerse al unir las entradas de control de un biestable JK, unión que se corresponde a la entrada T. No están disponibles comercialmente.

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Tabla de verdad

Tabla característica

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T Q Qsiguiente

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Ecuación característica Tabla de excitación

FLIP-FLOP JK

Es versátil y es uno de los tipos de flip-flop más usados. Su funcionamiento es idéntico al del flip-flop S-R en las condiciones SET, RESET y de permanencia de estado. La diferencia está en que el flip-flop J-K no tiene condiciones no válidas como ocurre en el S-R.

Este dispositivo de almacenamiento es temporal que se encuentra dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, J y K, a las que debe el nombre, permiten al ser activadas:

o J: El grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida.

o K: El borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.

Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. A diferencia del biestable RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquirirá el estado contrario al que tenía.

Tabla de verdad

Tabla Característica

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Ecuación Característica Tabla de Excitación

2. DIAGRAMAS Y TABLA DE CIRCUITOS INTEGRADOS2.1. FLIP-FLOP JK

CI 7476

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3. EXPERIENCIA3.1. CIRCUITO LOGICO

3.2. TABLA DE COMPROBACION O TABLA DE ESTADO

At+1=A'+BX

Bt+1=B X'

Y=AB

E.P E.S F-F SalidaX At Bt At+1 Bt+1 J A K A JB K B Y0 0 0 1 0 1 X 0 X 00 0 1 1 1 1 X X 0 00 1 0 0 0 X 1 0 X 00 1 1 0 1 X 1 X 0 11 0 0 1 0 1 X 0 X 01 0 1 1 0 1 X X 1 01 1 0 1 0 X 0 0 X 01 1 1 1 0 x 0 x 1 1

J A=1K A=X

'

00 01 11 100 X X 1 11 X X 0 0

JB=0K B=X

00 01 11 10

10


0 X 0 0 X1 X 1 1 X

3.3. CIRCUITO A NIVEL INTEGRADO

4. SIMULACION

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5. CONCLUSIONES

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