Circuitos Lógicos Secuenciales.pdf

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Nuevo Chimbote, Lunes 28 de Abril del 2014

Curso : Sistemas Digitales

Ttulo : Laboratorio 01

Circuitos Lgicos Secuenciales

Docente : Ing. Carlos Guerra Cordero

Integrantes :

Ascoy Guerra Bryan

Vsquez Caballero Oscar

Ciclo: V


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[Circuitos Lgicos Secuenciales] 28 de abril de 2014

| Sistemas Digitales 2

CONTENIDOINTRODUCCIN ................................................................................................................................... 3

OBJETIVOS ........................................................................................................................................... 4

MATERIALES ........................................................................................................................................ 4

MARCO TEORICO ................................................................................................................................. 5

IMPLEMENTACION DE LOS FLIP-FLOPS ............................................................................................. 11

Latch SR con compuertas NOR. ..................................................................................................... 11

Latch SR con compuertas NAND ................................................................................................... 14

Cerrojo D obtenido a partir de un cerrojo SR. .............................................................................. 17

Cerrojo JK ...................................................................................................................................... 18

Cerrojo D a partir de JK ................................................................................................................. 19

Cerrojo SR con entrada reloj. ........................................................................................................ 20

Cerrojo JK con entrada de reloj ..................................................................................................... 21

Cerrojo SR con entradas CK, Preset y Clear. ................................................................................. 22

Cerrojo con entradas de reloj, Preset y Clear ............................................................................... 24

Cerrojo SR disparado por flanco positivo ...................................................................................... 26

C O N C L U S I O N E S .................................................................................................................... 27

R E F E R E N C I A S B I B L I O G R F I C A S ................................................................... 27


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INTRODUCCINEn la lgica secuencial las salidas estn determinadas no slo por las entradas sinotambin por la secuencia de entradas que condujeron al estado existente, las queprecedieron. En otras palabras el circuito posee memoria.La Figura 1 muestra un sistema secuencial general, la salida en cualquier momento estdeterminada por las entradas presentes y por la informacin almacenada en loselementos de memoria. La informacin almacenada en la memoria determina el estadodel circuito.La mayora de los sistemas digitales requieren la funcin de almacenamiento, cuyoobjetivo es mantener los datos binarios durante un periodo de tiempo. Algunosdispositivos de almacenamiento se usan para almacenamiento temporal y otros paraalmacenamiento permanente y pueden memorizar un bit o un grupo de bits.

Algunos tipos comunes de dispositivos de almacenamiento son: flip-flops, registros,memorias semiconductoras, discos magnticos, cintas magnticas y discos pticos. Eneste captulo estudiaremos los circuitos biestables (flip-flops, latches y registros) y el tema5 describiremos los tipos de memorias semiconductoras.El flip-flop es un circuito lgico biestable, es decir posee dos estados estables,denominados SET (1 o activacin) y RESET (0 o desactivacin), en los cuales se puedemantener indefinidamente, lo que permite el almacenamiento de un bit. Los flip-flops seimplementan con puertas lgicas y son los bloques bsicos de construccin de contadores,registros y otros circuitos de control secuencial. Tambin se emplean en ciertos tipos dememorias.Un registro se forma combinando varios flip-flops de manera que se puedan almacenargrupos de bits. Por ejemplo un registro de 8 bits se construye a partir de 8 flip-flops.Adems de almacenar bits los registros se pueden emplear para desplazar los bits de una


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posicin a otra dentro del propio registro o fuera del mismo. Estos dispositivos reciben elnombre de registros de desplazamiento y los veremos en secciones posteriores.Los circuitos secuenciales se pueden dividir en sncronos y asncronos.

1. Sncronos: las entradas, salidas y los estados internos se muestrean en instantes de

tiempo definidos que son controlados por una seal de reloj.2. Asncronos: los circuitos responden a cambios en las entradas que se pueden produciren cualquier momento.

OBJETIVOS Analizar el principio de funcionamiento de diferentes tipos de Flip-Flops utilizados

comercialmente. Implementar circuitos secuenciales utilizando estos dispositivos de

almacenamiento.

MATERIALES

COMPUTADORA PORTTIL

Instrumento y elemento indispensable para

desarrollar la prctica de laboratorio, en la

plataforma del programa PROTEUS.

SOFTWARE PROTEUS v.7.8

Es la herramienta para la elaboracin avanzada de

esquemas electrnicos, que incorpora una librera de ms

de 6.000 modelos de dispositivos digitales y analgicos.


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MARCO TEORICO

FLIP-FLOPS Los elementos de memoria en un circuito secuencial se denominan flip-flops.

Un flip-flop posee una o dos entradas, (p. ej., set y reset, en el Flip-Flop SR).

Un flip flop posee dos salidas (Q y Q), una para el valor sin complementar y otra para

el valor complementado almacenado en l.

Un flip-flop se construye a partir de compuertas combinacionales (NAND, NOR) cuyas

salidas realimentan las entradas.

FLIP-FLOPS TIPO RS

Estos circuitos pueden constituirse con compuertas NAND o dos compuertas NOR. Cada

circuito forma un flip-flp bsico, la conexin y el acoplamiento cruzado mediante salida de

una compuerta a la entrada de otra constituye una trayectoria de retroalimentacin. Por

esta razn los circuitos se clasifican como secuenciales asncronos. Cada flip-flop tiene dos

salidas Q y Q, dos entradas, SET para ajustar y RESET para restaurar. A este tipo de flip-

flop se le llama RS.

La operacin de FF RS disparado por flanco es similar a la operacin analizadaanteriormente, con la diferencia de que el cambio de estado se efecta en el flaco de

bajada del pulso de reloj. El estado S=R=1es un estado prohibido.

La tabla caracterstica resume el comportamiento del FF tipo RS disparado por el flanco

negativo.


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Forma de onda de una seal de reloj

En general, se necesita una forma de ordenar los diferentes eventos que producen

cambios de estados.

Para esto se usan relojes: Un reloj (clock) es un circuito capaz de producir

seales elctricas de oscilantes, con una frecuencia uniforme. Esta seal es una serie de pulsos rectangulares o cuadrados y se distribuye a todas

las partes del sistema.

Algunas de sus salidas cambian de estado slo cuando la seal de reloj hace una

transicin.

Cuando la seal de reloj cambia de 0 a 1, se le denomina Flanco de Subida o

Positivo, cuando pasa de 1 a 0 se le conoce como Flanco de Bajada o Negativo.

Forma de onda de una seal de reloj

Seal de sincronismo de reloj: para lograr una sincronizacin controlada de los

circuitos de lgica secuencial.

Cada flip-flop se sincroniza a si mismo al aceptar cambios de sus entradas solo en

instantes determinados


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R-S con puertas NOR.

El latch R-S (Reset-Set) con entrada activa a nivel alto es un tipo de dispositivo lgico

biestable con dos salidas Q Q (una la complementaria de la otra), compuesto de dos

puertas NOR acopladas tal y como muestra la Figura . Se puede observar que la salida de

cada puerta NOR se conecta a la entrada de la puerta opuesta.


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R-S con puertas NAND.

El latch R-S (Reset-Set) con entrada activa a nivel bajo es un tipo de dispositivo lgico

biestable compuesto de dos puertas NAND acopladas tal y como muestra la Figura.


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Latch R-S con entrada de habilitacin.

A menudo resulta de utilidad poder controlar el funcionamiento del latch de manera quelas entradas se puedan activar en unos instantes determinados. El diagrama y el smbololgico de un latch con entrada de habilitacin se muestra en la Figura. Las entradas S y R

controlan el estado al que va a cambiar el latch cuando se aplica un 1 en la entrada dehabitacin (E, enable). El latch no cambiar de estado hasta que la entrada E est a nivelalto. Esta tercera entrada (E) permite habilitar o inhibir las acciones del resto de entradas.

Cuando la seal de habilitacin E est a nivel bajo, las seales S y R estarn a nivel alto sinimportar el valor de las entradas R y S. Esto coloca al latch en su modo de memoria,evitando que la salida cambie de estado. Cuando se activa la entrada de habilitacin, lasseales R y S se invierten y se aplican al latch S - R , es decir, el circuito acta como un

latch R-S con entrada activa a nivel alto.


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Latch D con entrada de habilitacin.

Existe otro tipo de latch con entrada de habilitacin que se denomina latch D. Sediferencia del latch S-R en que slo tiene una entrada (D), adems de la de habilitacin (E).La figura muestra el diagrama, el smbolo lgico y la tabla de verdad de este tipo de latch.

En resumen cuando la habilitacin (E) est activa la salida Q toma el valor de la entradaD, y cuando est desactiva, la salida permanece en su estado anterior.


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IMPLEMENTACION DE LOS FLIP-FLOPS

Latch SR con compuertas NOR.


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Latch SR con compuertas NAND


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Cerrojo D obtenido a partir de un cerrojo SR.


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Cerrojo JK


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Cerrojo D a partir de JK


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Cerrojo SR con entrada reloj.


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Cerrojo JK con entrada de reloj


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Cerrojo SR con entradas CK, Preset y Clear.


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Cerrojo con entradas de reloj, Preset y Clear


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Cerrojo SR disparado por flanco positivo


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C O N C L U S I O N E S

Tras haber realizado la implementacin de los circuitos en el software PROTEUS se

demostr el correcto funcionamiento los diferentes tipos de FLIP-FLPOS.

Se comprob los circuitos con la tabla de verdad para cerciorarnos de su correcta

implementacin y de esta manera se demostr.

R E F E R E N C I A S B I B L I O G R F I C A S

Sistemas Digitales. R. Tocci, N. Widmer, G. Moss. Ed. Prentice Hall.

Diseo Digital. M. Morris Mano. Ed. Prentice

.L I N K G R A F I A

http://www.zona-warez.com/tutoriales-ingenieria_electrica.html

http://www.monografias.com/trabajos12/mosscur/mosscur.shtml

http://electronred.iespana.es/electronred/Circuitosintegra.htm
http://www.monografias.com/trabajos12/mosscur/mosscur.shtmlhttp://electronred.iespana.es/electronred/Circuitosintegra.htmhttp://electronred.iespana.es/electronred/Circuitosintegra.htmhttp://www.monografias.com/trabajos12/mosscur/mosscur.shtml

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