FLIP-FLOPSClase 1

Prof. Luis ZuritaCircuitos Digitales II

Introducción a los Sistemas Secuenciales

• Durante el curso de Circuitos Digitales I, se vieron temas relacionados a la lógica combinatoria. En ésta, si en las entradas se colocaban n datos, se producían m salidas, que podían ser o no iguales.

• Si la información de entrada cambiaba, las salidas cambiaban.

CircuitoCombinatorio

n entradas m salidas

Introducción a los Sistemas Secuenciales

• Ahora durante el presente curso, se estudiarán los sistemas secuenciales o de lógica secuencial. En este caso, se toma información de la salida para retroalimentar a parte de las señales de entradas.

• Si la información de entrada cambia, las salidas pueden o no cambiar.

CircuitoSecuencial

n entradas m salidas

Retroalimentación

LATCH

• Dispositivos de almacenamiento temporal de dos estados (Biestable)

• Permanecen en cualquiera de sus dos estados por la realimentación que simplemente es conectar cada salida a la entrada opuesta.

• Los primeros latch’s fueron los SR.

LATCH SR ACTIVADO POR NIVEL ALTO

S R Q Q (NEGADO)

0 0 NC NC1 0 1 00 1 0 11 1 0 0 (No válido)

LATCH SR ACTIVADO POR NIVEL BAJO

S R Q Q (NEGADO)

1 1 NC NC0 1 1 01 0 0 10 0 1 1 (No válido)

SÍMBOLOS DE LATCH

S Q

R Q

S Q

R Q

ACTIVO POR NIVEL ALTO ACTIVO POR NIVEL BAJO

LATCH COMO ELIMINA REBOTES

SR CON ENTRADA DE HABILITACIÓN

LATCH TIPO D (DATA)

• Sólo dispone de una entrada (Data)• No elimina la condición no válida, pero la evita.

DISPARADO POR FLANCO

R11k

1 2

U1:A

74LS04

1

23

U2:A

74LS00

3 4

U1:B

74LS04

A

B

C

D

SÍMBOLO

DISPARADO POR FLANCOS

Flanco invertido

Entrada no invertida

Entrada invertida

Flanco detectado

SÍMBOLOS DE FF

S QER Q

SR ACTIVO POR NIVEL ALTO SR ACTIVO POR NIVEL BAJO

S QER Q

S Q CLKR Q

SR POR FLANCO DE SUBIDA SR POR FLANCO DE BAJADA

S Q CLKR Q

SÍMBOLOS DE FFD POR FLANCO DE SUBIDA D POR FLANCO DE BAJADA

J Q CLKK Q

JK POR FLANCO DE SUBIDA JK POR FLANCO DE BAJADA

J Q CLKK Q

D Q CLK Q

D Q CLK Q

FLIP FLOP JK

• Los Flip Flop’s JK son muy versátiles y muy utilizados.• Los JK no tienen condiciones no válidas.

FUNCIONAMIENTO JK (J)

FUNCIONAMIENTO JK (K)

FUNCIONAMIENTO JK (BASCULACIÓN)

TABLA DE LA VERDAD DE FF JKJ K CLK Q Q (Negado)

x x 0 NC NC

0 0 O NC NC

1 0 O 1 0

0 1 O 0 1

1 1 O BASCULACIÓN (TOGGLE)

Basculación o modo T (Toggle), intercambiará el valor presente en Q y Q negado, cada vez que se detecte una transición ascendente o descendente del reloj, según sea su detección de flanco.

ENTRADAS ASÍNCRONAS DE INICIALIZACIÓN Y BORRADO

• Las entradas asíncronas de inicialización y borrado permiten en cualquier momento poner a 1 o a 0 a la salida Q.

J Q CLKK Q

PRESET

CLEAR

ALGUNAS CARACTERÍSTICAS DE LOS FF

Investigar:1) Retardo de propagación2) Tiempo de establecimiento3) Tiempo de mantenimiento4) Frecuencia máxima5) Potencia disipada

MULTIVIBRADORES MONOESTABLES Y AESTABLES

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

• Los multivibradores monoestables poseen un único estado estable.

• Se mantienen normalmente en su estado estable y cambian a su estado monoestable cuando se disparan.

• Luego del disparo, el estado inestable se mantiene por un determinado período de tiempo, regresando a su estado estable.

• El tiempo que permanece en el estado inestable se llama anchura de pulso tw.

MULTIVIBRADORES MONOESTABLESEn condiciones normales, el condensador se encuentra descargado y la salida del 7404 se encuentra en nivel bajo. Cuando se introduce un pulso en SW1 (A nivel alto), se produce un camino a tierra mediante la compuerta NOR, cuya salida actúa como vertedero de corriente, lo que permite iniciar una carga del condensador; en este momento, el 7404, considera cualquier voltaje por debajo de aproximadamente 2 a 2,5v como un cero lógico e invierte su valor y pone la salida a uno, una vez que el condensador se haya cargado, el 7404 invertirá el valor y la salida pasará a valer 0 nuevamente.

74121 (MONOESTABLE NO REDISPARABLE)

• Este circuito integrado dispone de dos pines de habilitación (A1,A2), un pin de disparo (B), y los pines de conexión de resistencia y condensador externos y de resistencia interna.

• El ancho del pulso viene determinado por la fórmula: tw=0,7RxCx

• R (kΩ); C (pF); t (ns). Rint= 2kΩ• Es redisparable porque no debe esperar a terminar su

período inestable para admitir otro disparo.• Se puede conectar bajo tres modalidades:

74121 (MONOESTABLE NO REDISPARABLE)

VCC

R331k

D11LED

R22330RCX

10

RX/CX11

RINT9

A13

A24

B5

Q6

Q1

U1

74121

VCC

A) Sin componentes y Rint a Vcc. Rint=2kΩ. Produce un tw=30 ns.

74121 (MONOESTABLE NO REDISPARABLE)

VCC

R331k

D11LED

R22330RCX

10

RX/CX11

RINT9

A13

A24

B5

Q6

Q1

U1

74121

C16u8

B) Con Cx y Rint a Vcc. Rint=2kΩ. Produce un tw= 0,7(2kΩ)Cx

74121 (MONOESTABLE NO REDISPARABLE)

VCC

R331k

D11LED

R22330RCX

10

RX/CX11

RINT9

A13

A24

B5

Q6

Q1

U1

74121

C16u8

R1

47k

C) Con Rx y Cx. Produce un tw=0,7 RxCx

74122 (MONOESTABLE REDISPARABLE)

• Este circuito integrado dispone de dos pines de habilitación (A1,A2), dos pines de disparo (B1,B2), un pin de borrado (CLR) y los pines de conexión de resistencia y condensador externos y de resistencia interna.

• El ancho del pulso viene determinado por la fórmula: tw=0,32RC(1+(0,7/R))

• R (kΩ); C (pF); t (ns); Rint= 10 kΩ• Se dice que no es redisparable porque debe esperar a

terminar su período inestable para admitir otro disparo.• Se puede conectar bajo las mismas tres modalidades del

74121.

74121 (MONOESTABLE NO REDISPARABLE)

A) Con Rx y Cx. Produce un tw=0,32RC(1+(0,7/R))

CX11

RX/CX13

RINT9

A11

A22

B13

B24

MR5

Q8

Q6

U2

74122

VCC

RA1k

DALED

RC

330R

CA6u8

RB

47k

EL 555• Dispositivo ampliamente utilizado por su versatilidad,

al poder funcionar como multivibrador monoestable y aestable, así como proporcionar señales de reloj para los sistemas digitales con un rango de voltaje que oscila entre los 5 V hasta los 12V.

R4

DC7

Q3

GND

1VCC

8

TR2

TH6

CV5

NE555

Leyenda:1)Tierra (GND)2) Disparo (Trigger)3) Salida (Out)4) Reinicio (Reset)5) Control de Voltaje (Control Voltage)6)Umbral (Threshold)7)Descarga (Discharge)8)Alimentación (Vcc)

555 POR DENTRO

UmbralVcontrol

Disparo

Descarga

Salida

Clear

555 COMO MONOESTABLE

tw=1,1R1C1

1 0

0 1

1 0

555 COMO AESTABLECa

rga

Descarga

555 COMO AESTABLE