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7/25/2019 contadores y registros.docx

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TEMA CIRCUITOS ECUENCIALES

CONTADORES Y REGISTROS

NDICE

1. INTRODUCCIN

1.1 CIRCUITOS SECUENCIALES

2. CONTADORES2.1 Contadores sncronos2.1.1Reset C!ear" # $reset2.1.2In%&'&c&(n2.1.) Load2.1.*Contadores re+ers&'!es U$,DO-N"2.1. Lneas de Carr# # /orro0

2.2 Contadores asncronos2.2 Contadores con (d !o d&3erente a !a 4otenc&a de dos

2.) Contadores de an&!!o # con tado en co!a). REGISTROS

).1 Re5&stro de entrada ser&e # sa!&da ser&e).2 Re5&stro de entrada ser&e # sa!&da 4ara!e!o).) Re5&stro de entrada 4ara!e!o # sa!&da ser&e).* Re5&stro de entrada 4ara!e!o # sa!&da 4ara!e!o). Re5&stro n&+ersa!


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1. INTRODUCCIN

6asta a%ora7 8n&ca ente %e os +&sto c&rc &tos co '&nac&ona!es7 es dec&r7 c&rc &tos e!os 9 e !as sa!&das de4enden 8n&ca # e:c! s&+a ente de !as co '&nac&ones de entradas7 # node !a %&stor&a 4asada de! s&ste a. ;a os a +er c

En !a act a!&dad en e! ercado e:&sten d&+ersos d&s4os&t&+os co erc&a!es 9 e cont&enen3 nc&ones sec enc&a!es de 4ro4(s&to de3&n&do # co 8n. Estos ecan&s os son de so #3rec ente # n 'os9 e>o a n&+e! de '&esta'!es # 4 ertas !(5&cas de estos e!e entos 4ro+ocara9 e e! ca!&'rar de! c&rc &to co 4!eto 9 e !os cont&ene sera e:ces&+a ente 5rande. De estosecan&s os de so 3rec ente est d&are os !os c&rc &tos Sec enc&a!es7 !os contadores7 re5&stros.

1.1 CIRCUITOS SECUENCIALESA

/ A?

/

?

? @ A / B A ? B / ?

?&5 ra 1.1.= E>e 4!o de c&rc &to d&5&ta! > nto con s s 3or as de ondas.

En !as 3or as de onda 4ode os co 4ro'ar 9 e !a se a! de sa!&da ? ca '&ar< de estadoc ando sea necesar&o" des4 s de! retraso de !a 4 erta AND # OR. Otra caracterst&ca de estec&rc &to 9 e ta '& n 4ode os o'ser+ar es 9 e !a sa!&da ta '& n estra na de4endenc&a dee!!a &s a7 ade osa e &nc! so necesar&a 4ara a!5 nasa4!&cac&ones en !as 9 e es necesar&o recordar na deter &nada s&t ac&(n. A!5 nos e>e 4!os deesta +enta>a neces&dad" 4 eden ser

La creac&(n de n re!o>7 9 e se ode!ada con !a a3&r ac&(n F!a sa!&da ser< e! +a!orco 4!e entar&o de s +a!or anter&orH7La creac&(n de n contador7 9 e se ode!ada con !a a3&r ac&(n F!a sa!&da ser< e!res != tado de s ar no a s +a!or anter&orH7...


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$or !o tanto7 se +e c ando enos &nteresante &nc! &r !a de4endenc&a de! t&e 4o en !os s&ste as# en es4ec&a!7 en !os s&ste as d&5&ta!es.

a) Introduccin. Definicin de Sistema Secuencia

Los s&ste as d&5&ta!es 9 e &ntrod cen !a de4endenc&a te 4ora! son conoc&dos co osis!temas secuencia es. Una de3&n&c&(n


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A tor A!'erto Mo!&na )

En este caso7 4ode os o'ser+ar 9 e !a sa!&da de! e!e ento de retraso es na co4&ade !a se a! de entrada retraso n deter &nado t&e 4o &entras 9 e !a sa!&da de!e!e ento de e or&a co4&a !os +a!ores de !a entrada c ando !a se a! de contro!t&ene na trans&c&(n de s '&da7 4or !o 9 e !a co4&a no es e:acta7 s&no 9 e s(!o co4&a!o 9 e &nteresa.

$or !o tanto7 e! ode!o c!


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A tor A!'erto Mo!&na *

%) C asificacin de os Sistemas Secuencia es

Uno de !os 4r& eros 4ro'!e as de !os c&rc &tos sec enc&a!es era deter &nar e!

o ento en e! 9 e e! 4r(:& o estado de'a 4asar a estado 4resente7 s&n ca4t rar s&t ac&ones no deseadas co o 4 eden ser !os aKares. Este 4ro'!e a es !o 9 e seconoce co o s&ncron&Kac&(n7 c #as so! c&ones d&eron ! 5ar a na de !as 4r&nc&4a!esc!as&3&cac&ones de !os s&ste as sec enc&a!es. As 4ode os d&+&d&r !os s&ste as endos cate5oras

J Sistemas as&ncronos.= La s&ncron&Kac&(n de4ende e:c! s&+a ente de !os retrasos de!a !(5&ca co '&nac&ona!7 s&n neces&dad de n&n5 na se a! e:terna a! s&ste a.

J Sistemas s&ncronos.= La s&ncron&Kac&(n de4ende e:c! s&+a ente de na se a!e:terna a! s&ste a7 conoc&da 5enera! ente co o se a! de re!o>. Esta se a! de re!o>contro!ar< e! co 4orta &ento de !os e!e entos de e or&a.

Las o4erac&ones de n s&ste a asncrono t&enen e3ecto7 es dec&r7 se a! acena e! 4r(:& oestado7 en &nter+a!os te 4ora!es d&3erentes. $or !o tanto7 s +e!oc&dad de o4erac&(n ser< d&st& 4ara cada sec enc&a de entradas. De esta 3or a se to a co o e! 4ar< etro de !a +e!oc&dad deo4erac&(n e! +a!or ed&o de todas !as +e!oc&dades. As7 !a o4erac&(n de n s&ste a asncrono sedeno &nao#eracin de caso medio.

En ca '&o7 !as o4erac&ones de n s&ste a sncrono t&enen e3ecto en e! &s o &nter+a!ote 4ora!7 e! d&cta &nado 4or e! 4er&odo de !a se a! de re!o>. $or !o tanto7 s +e!oc&dad de o4e=rac&(n ser< s&e 4re !a &s a 4ara todas !as sec enc&as de entrada. Esta +e!oc&dad de'e ser ta! 9 etodas !as o4erac&ones ten5an e! t&e 4o necesar&o 4ara 4oder !!e+arse a ca'o. As7 !a +e!oc&= dad dn s&ste a sncrono # 4or tanto !a 3rec enc&a de !a se a! de re!o> asoc&ada" de'e estar !& &tada

4or !a o4erac&(n


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A tor A!'erto Mo!&na

recaen co 4!eta ente en e! 4ro4&o c&rc &to. As 4ode os a4rec&ar 9 e e! ca '&o de !as se a!es de 4r(:& o estado a estado 4resente se !!e+an a ca'o ed&ante n a#or o enor retraso en e! casoasncrono o c ando !o &nd&9 e na se a! e:terna en e! caso sncrno.

c) Re#resentacin de os sistemas secuencia es.

De &5 a! 3or a 9 e e:&ste na re4resentac&(n de !os s&ste as co '&nac&ona!es ed&anteta'!as de co '&nac&ones"7 !os s&ste as sec enc&a!es ta '& n t&enen s s 3or as de re4resenta=c&(n. stas son a!5o as7 de'&do a !a de4endenc&a te 4ora!. As7 4ode os encontrar !as s&5 &entes 3or as e9 &+a!entes7 ostradas en !a 3&5 ra 1.

J Dia'rama de estados7 es n 5ra3o or&entado en e! 9 e cada n do es n estado #cada trans&c&(n &nd&ca e! ca '&o7 tanto de estado co o de sa!&da7 res4ecto a nca '&o en a!5 na de !as se a!es de entradas.

J Ta% as de estado ( de sa ida7 es na re4resentac&(n ta' !ar de! 5ra3o anter&or. Lasentradas se re4resentan co o co! nas7 # !os estados 4resentes co o 3&!as # en e!&nter&or de cada ce!da7 se &nd&ca e! 4r(:& o estado # e! +a!or 9 e to ar< !a sa!&dac ando s 3ra !a trans&c&(n.

Las re4resentac&ones de! e>e 4!o de !a 3&5 ra 4odran descr&'&rse +er'a! ente de !a s&5 &ente3or a

?&5 ra 1.*.= Es9 e at&Kac&(n de !os casos sec enc&a!es asncronos # sncronos.


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?&5 ra 1. .= Re4resentac&(n de !os s&ste as sec enc&a!es ed&ante d&a5ra as de estados #

J C ando e! s&ste a est< en e! estado A # !a se a! de entrada +a!e 7 4asare os a! estado / con n +a!or de sa!&da &5 a! a 1 .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado A # !a se a! de entrada +a!e 1 7 4asare os a! estado C con n +a!or de sa!&da &5 a! a .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado / # !a se a! de entrada +a!e 7 noca '&are os de estado 4ero e! +a!or de sa!&da ser< &5 a! a 1 .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado / # !a se a! de entrada +a!e 1 7 4asare os a!estado D con n +a!or de sa!&da &5 a! a .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado C # !a se a! de entrada +a!e 7 4asare os a!estado A con n +a!or de sa!&da &5 a! a .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado C # !a se a! de entrada +a!e 1 7 4asare os a!estado D con n +a!or de sa!&da &5 a! a .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado D # !a se a! de entrada +a!e 7 4asare os a!estado C con n +a!or de sa!&da &5 a! a 1 .

J C ando e! s&ste a est< en e! estado D # !a se a! de entrada +a!e 1 7 4asare os a!estado C con n +a!or de sa!&da &5 a! a .

En 4r&nc&4&o7 en c a!9 &er s&ste a sec enc&a!7 !as se a!es de sa!&da # de! 4r(:& o estado+an a +en&r deter &nadas 4or na 3 nc&(n !(5&ca de !as se a!es de entrada # de! estado 4re= sente7co o estra !a s&5 &ente ec ac&(n.

P& Q ?&@ 3 9& Q I&

No o'stante7 !a de4endenc&a de !as se a!es de entrada so're !as se a!es de sa!&da 4 eden !!e5ar ae!& &narse # encontrar!as de 3or a & 4!c&ta en !as se a!es de estado 4resente7 es dec&r7 s&e = 4re9 e !!e5 e os a n &s o estado7 !as sa!&das to ar


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$or !o tanto7 4ode os encontrarnos con dos ode!os o t&4os de s&ste as sec enc&a!es en3 nc&(n de !a de4endenc&a de !as se a!es de sa!&da

J Mode!o de Mea!#.= Las se a!es de sa!&da son 3 nc&ones tanto de !as se a!es deentrada co o de estado 4resente7 co o estra !as s&5 &entes ec ac&ones

?&@ 3 9& Q I& Q P&@ 3 9& Q I&

J Mode!o de Moore.= Las se a!es de sa!&da son 3 nc&ones 8n&ca ente de !as se a!esde! estado 4resente7 co o estra !as s&5 &entes ec ac&ones

?&@ 3 9& Q P&@ 3 9& Q I&

De'&do a !a d&3erenc&a de de4endenc&a de !as sa!&das7 a 'as

J $ara 4asar de na


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J En !a ta'!a de estados7 se !e as&5na co o sa!&da !a corres4ond&ente a !a de! 4r(:& o estado # se e!& &nan !as 3&!as &d nt&cas.

A 'as trans3or ac&ones se estran en !a 3&5 ra 1. . En este e>e 4!o7 c ando 4asa os deMoore a Mea!#7 !os estados A7 / # D 4er anecen &5 a! #a 9 e s&e 4re se !!e5a con e! &s o+a!or de sa!&da. No o'stante a! estado C se !!e5a con dos +a!ores de sa!&da d&3erentes7 ! e5o

tene os 9 e a ad&r tantos estados co o +a!ores d&3erentes de sa!&da 4resente en este caso dos".En !a con+ers&(n contrar&a7 en e! &nter&or de !a ce!da se &nd&ca tanto e! 4r(:& o estado co o +a!or de sa!&da a! 9 e !!e5a &nd&cado 4or !a 8!t& a co! na de !a


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A tor A!'erto Mo!&na V

?&5 ra 1. .= E9 &+a!enc&a entre dos nto de c&rc &tos #& 4ortantes en !a +&da cot&d&ana. En c a!9 &er e!e ento 9 e sea necesar&o a! acenar a!58n 4ar< etro7 es necesar&o n s&ste a sec enc&a!. As7 c a!9 &er e!e ento de 4ro5ra ac&(n o !o 9 ees !o &s o7 con


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A tor A!'erto Mo!&na 1

+.CONTADORES

Un contador de (d !o W es n c&rc &to d&5&ta! ca4aK de contar W e+entos d&3erentes. Estos d&s4os&t&son otra cosa 9 e c&rc &tos sec enc&a!es c #a a!terac&(n de estado se 4rod cen7 e+&dente ente7 a r&t o de s&nd&cador de re!o>7 # en e! 9 e cada estado F e or&KaH n +a!or de c enta. $or tanto7 n contador (d !o=W7 t&ene W estados de c entas d&st&ntos7 desde e! 7 %asta e! W=1. Estos d&s4os&t&+os 4odr


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En !as s&5 &entes secc&ones se 4resentar. Un contador sncrono7 4 es7 c 4!e con !as cond&c&ones de naa a! est d&ante 9 e o'ten5a !a estr ct ra &nterna de! contador sando e! a4artado 1" # a9 sedescr&'&r< !a 2".

S& ana!&Ka os !as ondas o'ten&das 4ara e! contador (d !o= o'ser+a os 9 e O ca '&a

de +a!or con cada s ceso de entrada 1 c&c!o de c!W"O1 ca '&a de +a!or con cada s ceso de O 1 c&c!o de O"O2 ca '&a de +a!or con cada s ceso de O1 1 c&c!o de O1" En

4art&c !ar

O ca '&a de +a!or con cada 3!anco de 'a>ada de c!W O1 ca '&a de +a!or en !os 3!ancos de 'a>ada de c!W s& O@1O2 ca '&a de +a!or en !os 3!ancos de 'a>ada de c!W s& O@ O1@1

S& se %ace corres4onder !a sa!&da O&de! contador con e! +a!or 9&de! '&esta'!e &nterno7 se t&ene 9 e e! '&esta'!e 9 de'e ca '&ar de +a!or 717 71... en cada 3!anco de 'a>ada de c!W e! '&esta'!e 91 de'e ca '&ar de estado en e! 3!anco de 'a>ada de c!W s& 9es &5 a! a 17 en caso contrar&o7 91 ant&ene s +a!or # e! '&esta'!e 92 de'e ca '&ar de estado s& 91 @ 92 @17 # en caso contrar&o ant&ene s +a!or.

Esta descr&4c&(n nos %ace 4ensar 9 e e! t&4o de '&esta'!e 9 e e>or enca>a 4ara e! d&se o de !oscontadores es e! '&esta'!e T7 #a 9 e este7 s& s entrada es 7 4ro+oca 9 e e! '&esta'!e no ca '&e de +a!or #s& s entrada es 17 4ro+oca e! ca '&o de! +a!or a! acenado.

$or tanto7 s& sa os '&esta'!es t&4o T7 tene os 9 e T@ 1T1@ 9T2@ 91 9

En 5enera!7 s& d&se a os n contador de n '&ts7 !a e:4res&(n de !a entrada de! '&esta'!e > donde >@1727)..n=1" sera


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& &

q 0 T 0

q 1 T1 T2

q 2 Tn-1

q n-1

q n-2q 1q 0

1 1

clk

O1 O2 On-1O0

Tn-2q n-2

1 1

clk

O1 O2 On-1O0


T >@ 9 91.. 9 >=1

En !as s&5 &entes 3&5 ras se estran dos 4os&'!es d&se os 4ara !a estr ct ra de n contador sncrono de n '&ts

En !os s&5 &entes a4artados se est d&ar


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A cont&n ac&(n se est d&ar< c( o se & 4!e entan en e! contador estas 3 nc&ones.

C!ear o Reset asncrono

De 3or a 5enera! d&re os 9 e todas !as !neas de contro! 9 e o4eren de odo asncrono !o %acen sando!as entradas asncronas de !os '&esta'!es. E! contador est< 3or ado 4or '&esta'!es t&4o T. S 4on5a os9 e estos t&enen entradas de C! # $r. I 4!e entar n C!ear asncrono en e! contador es e9 &+a!ente an&r d&c%a entrada de C!ear a todas !as entradas C! de !os '&esta'!es 9 e 3or an 4arte de! contador. Deesta anera7 c ando c!ear se act&+e7 todos !os '&esta'!es se 4onen a cero de 3or a asncrona # 4or cons&5 &ente e! contador 4asa a! estado de c enta . En !a s&5 &ente 3&5 ra se %a re4resentado !aestr ct ra de !a ce!da & de n contador de n '&ts7 # !a 4os&'!e res4 esta 3 nc&ona! de !a sa!&da de! &s o 4ara !a s&t ac&(n de act&+ac&(n de !a !nea C!ear7 9 e este caso es act&+a en 'a>a.

Se o'ser+a en e! crono5ra a 9 e !a sa!&da se 4one a &n ed&ata ente des4 s de !a act&+ac&(n de !a!nea de C!ear se5 ndo c&c!o de re!o>" # se ant&ene as %asta 9 e C!ear + e!+a a +a!er 1 c arto c&c!o dere!o>"7 a 4art&r de! c a!7 e! contador + e!+e a &nc&ar s r&t o de c enta.

C!ear o Reset sncrono

En e! c!ear o reset sncrono no se t&!&Kan !as entradas asncronas de !os '&esta'!es. Se trata en este casode &ntrod c&r 4or !a entrada T de cada no de !os '&esta'!es e! +a!or adec ado 4ara 9 e c ando se rec&'an 3!anco act&+o en c!W7 cada no de !os '&esta'!es se 4on5a a . 6a# 9 e tener 4resente 9 e e! contador

de'e &ncre entarse c ando no se act&+e e! C!ear7 4or !o 9 e !as entradas T de'en tener !os +a!ores #adeter &nados en e! &nc&o de! a4artado.


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1 2 3 4 50

clk

Clear

Salida j j+1


En 4r& er ! 5ar7 %a# 9 e deter &nar 9 se de'e &ntrod c&r a !a entrada de! '&esta'!e & 4ara 9 e s sa!&da9& 4ase a en e! s&5 &ente c&c!o de re!o>. S 4on5a os 9 e !a sa!&da 9&@ 7 4or tanto !a entrada de! '&esta'!e & de'e ser T&@ 4ara 9 e en e! s&5 &ente c&c!o se anten5a e! cero. En ca '&o s& !a sa!&da de! '&esta'!e 9&@17 !a entrada T&de'e ser n 1 !(5&co7 4ara 9 e en e! s&5 &ente c&c!o7 !a sa!&da 9& 4ase a +a!er . En res en7 s& 9 ere os %acer n C!ear7 !a entrada de! '&esta'!e T&de'e ser &5 a! a 9&. S& todos !os

'&esta'!es de! contador d&s4onen de esta entrada7 e! contador 4asar< a! estado de c enta c ando serec&'a e! 3!anco act&+o de re!o>.

La s&5 &ente 3&5 ra estra !a estr ct ra de !a ce!da '


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Pr i

T iq i

O i

Preset

Cli

T iq i

q i

O i

q i-1 T i-1

01

Preset

&


De esta 3or a7 c ando se act&+a !a se a! de $reset de! contador7 todos !os '&esta'!es se 4onen a 1 de 3or aasncrona.

-RESET S,NCRONO

Es s& &!ar a! C!ear sncrono7 4ero en este caso 4retende os 4oner a 1 todos !os '&esta'!es. S& 9&@17 T&de'e ser cero7 4ara 9 e en e! s&5 &ente c&c!o se anten5a e! +a!or de 9&7 en ca '&o s& 9&@ 7 T&de'e ser 17 4ara 9 e P&@1 en e! s&5 &ente c&c!o de re!o>. $or tanto T&@ 9&.

+.1.+ IN I/ICIN

Es na !nea de contro! act&+a en a!ta o en 'a>a" c #a &s&(n es detener e! 4roceso de c enta de! contador.Esto & 4!&ca 9 e &entras 9 e !a !nea est act&+a7 a n9 e se rec&'an 3!ancos act&+os 4or !a se a! de re!o>de! contador7 este no od&3&ca s estado de c enta. $ode os encontrar +ar&os d&se os a!ternat&+os 4ara& 4!e entar !a 3 nc&(n de &n%&'&c&(n de! contador. Uno de e!!os es e! ostrado 4or !a s&5 &ente 3&5 rdonde !a entrada de re!o> de! contador 4asa a tra+ s de na 4 erta AND antes de d&str&' &rse 4or !asentradas de re!o> de cada no de !os '&esta'!es 9 e 3or a 4arte de d&c%o contador. La otra entrada de !aAND est< 3or ada 4or !a !&nea de contro! IN6. S& esta +a!e 17 e! re!o> se d&str&' #e a todos !os '&esta'!es 4ero s&n IN6 +a!e 7 se d&str&' #e n a !os '&esta'!es7 4or !o 9 e estos no 4 eden ca '&ar de estado a! norec&'&rse 3!ancos 4or s s entradas de re!o>.


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&

q 0 q 1 T1 T 2

q 2

&

Tn-1q n-1

T iq i

T iq i

&

O i O i

INHclk

Cl i

T i qi

O i

0 0 Otra!nci"nes 1

INH


No o'stante este t&4o de & 4!e entac&(n7 9 e se s e!e deno &nar asncrona7 4resenta 4ro'!e as a !a %orade act&+ar !a &n%&'&c&(n de c enta7 #a 9 e en 3 nc&(n de! n&+e! de !a se a! de re!o>7 se 4 eden 4rod&ncre entos no deseados en e! +a!or de c enta de! contador. $ara e! caso de !a 3&5 ra anter&or7 !os '&esta'!es de! contador son d&s4arados 4or 3!anco de 'a>ada # !a se a! de &n%&'&c&(n es act&+a en 'a

L!a e os c!W a !a se a! de re!o> 9 e rec&'en !os '&esta'!es de! contador7 esto es7 !a sa!&da de !a 4 ertaAND. S& IN6@17 c!W @c!W7 3 nc&ona &ento nor a!. S& s 4one os 9 e c!W@1 n&+e! a!to de re!oentonces IN6@ 7 !o !(5&co es 9 e e! contador7 desde ese &s o o ento7 no de'e de ca '&ar de estado7 4ero !o 9 e oc rre es 9 e c!W 4asa de +a!er 1 a +a!er 7 esto es7 5enera n 3!anco de 'a>ada 9 e 4ro+oca9 e !os '&esta'!es ca '&en de estado &ncre entando !a c enta de! contador.

La 3or a


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3 4 5 # $2

clk

INH

Salida 1


+.1.0 LOAD CAR2A EN -ARALELO)

En deter &nadas a4!&cac&ones es &nteresante car5ar a! contador con n +a!or de c enta &n&c&a!. Estocons&5 e con !a !nea de Load. E+&dente ente e! contador de'e de d&s4oner de a!5 nas !neas de entradaad&c&ona!es 4or !as 9 e se &ntrod ce e! dato a car5ar7 en caso de 9 e se 4roceda con esta o4erac&(n. E:&stetantas !neas de datos co o '&ts ten5a e! contador. Cada !nea de datos cont&ene n '&t de! dato 9 e sera. S&Load @ # e! '&t a escr&'&r en !a eta4a & es 7 se de'en act&+ar !as entradas C!&@ # $r &@1. S& Load @ #e! '&t a escr&'&r es 17 entonces C!&@17 # $r &@ . S& Load@17 C!&@ $r &@1. S& re4resenta os estos +a!ores en n Z= a4a # s& 4!&3&ca os7 o'tene os !as s&5 &entese:4res&ones 4ara C! $r &

C!&@ Load B D&$r &@Load B D&

E! c&rc &to e9 &+a!ente es

Load

La s&5 &ente 3&5 ra &! stra e! 3 nc&ona &ento de n contador 9 e %a & 4!e entado !a o4erac&(n de Loadasncrono. Co o se o'ser+a7 en e! o ento 9 e se act&+a Load7 se 4rod ce !a car5a de! dato7 s& 'o!&Kadoco o e! n8 ero N.


20/35

Cl i

T iq i

O i

q i-1 T i-1

0 1

Clear

&

1

T iq i

O i

' i 0

1

%"ad

3 4N+1 N+2 N+3

N

clk

%"ad

Salida 2 5

A tor A!'erto Mo!&na 1V

LOAD S,NCRONO

En e! !oad sncrono se trata de deter &nar c8a! de'e ser !a entrada de! '&esta'!e T& 4ara 9 e este se car5 econ e! +a!or de! dato D&de entrada. S& s 4one os 9 e Load es act&+o en 'a>a7 tene os 9 e s& Load@ 7 s&D&@ # 9&@ 7 entonces T&de'e ser 7 s& D&@ # 9&@17 T&de'e ser 1 4ara 3orKar en e! s&5 &ente c&c!o dere!o> 9 e !a sa!&da se 4on5a a . De 3or a e9 &+a!ente s& D&@17 # 9&@17 entonces T&de'e ser # s& D&@1 # 9&@ T& de'e ser 1. En res en7 4ara 9 e 9& sea &5 a! a!dato D&9 e 9 ere os car5ar de'e os co 4arar 9 &con D&7 s& !os dos son &5 a!es7 T&de'e ser cero 4ara norea!&Kar n&n58n ca '&o7 4ero s& D 9& son d&st&ntos7 T&de'e ser 1 4ara 9 e en e! s&5 &ente c&c!o7 9&to ee! +a!or de! '&t a car5ar.

&@ 9&( D&

La s&5 &ente 3&5 ra estra !a estr ct ra de !a eta4a & de n contador 9 e &ncor4ora !a car5a sncrona.

En !a s&5 &ente 3&5 ra se estra n crono5ra a donde se o'ser+a e! 3 nc&ona &ento de este t&4o deo4erac&(n.


21/35

clk

$ # 5 4 3 2 1 0 $

O0O1 O2


+.1.3 CONTADORES RE4ERSI/LES U-5DO6N)

Los contadores est d&ados %asta a%ora s(!o t&enen ca4ac&dad de c enta ascendente7 e:&sten otros 9 et&enen ca4ac&dad de c enta descendente o &nc! so a 'as ascendente # descendente". Estos 8!t& os son !oscontadores re+ers&'!es. En 4r& er ! 5ar se deter &nar< !a estr ct ra de n contador descendente7 # 4oster&or ente se n&r< con !a de! ascendente7 &ntrod c&endo !a se a! de contro! U$,DO-N7 9 e contro!ae! sent&do de !a c enta

La s&5 &ente 3&5 ra estra !a sa!&da de n contador descendente de (d !o .

-ROCEDE7OS DE 8OR7A SI7ILAR AL ASCENDENTE .

O ca '&a de +a!or en cada c&c!o de re!o>. T@1O1 ca '&a en !os 3!ancos de 'a>ada de c!W s& O@ 7 en caso contrar&o no. Esto & 4!&ca 9 e T1@ 9

O2ca '&a en !os 3!ancos de 'a>ada de c!W s& O@ # O1@ 7 en caso contrar&o no. Esto & 4!&ca 9 e T2@ 919 .

S& en ! 5ar de n contador (d !o 7 d&s4one os de n contador de n '&ts7 !a e:4res&(n de !a entrada dec a!9 &er '&esta'!es de d&c%o contador sera

T&@ 9 91 .. 9&=1 &@17 2...7n=1"

Se 4 ede co 4ro'ar 9 e !a e:4res&(n es # s& &!ar a !a de! ascendente sa!+o 9 e a9 7 !os t r &nos +anco 4!e entados.

De 3or a e9 &+a!ente7 !a e:4res&(n anter&or se 4 ede escr&'&r co oT&@ 9&=1

T&=1


22/35

clk

Salida 1 2 3 4 5 # $ 0 1

C)


Ya esta os en cond&c&ones de d&se ar e! contador re+ers&'!e. Estos d&s4onen de na se a! de contro!U$,DO-N7 9 e &nd&ca e! sent&do de !a c enta. S& U$,DO-N est< a 17 c enta ascendete7 s& U$,DO-Nest< a 7 c enta descendente.

$or tanto !a entrada T&de cad '&esta'!e de! contador de'e tener !a s&5 &ente e:4res&(n T&@ 9&=1

T&=1U$,DO-N B 9&=1 T&=1U$,DO-N

Y e! c&rc &to de !a eta4a & se estra en !a s&5 &ente 3&5 ra

+.1.9L,NEAS DE CARR: : /ORRO6

Son sa!&das de! contador 9 e &n3or an de !a !!e5ada a! 8!t& o estado de c enta de! &s o. $ara contadoresascendentes7 se sa !a sa!&da Carr# CY" # 4ara descendentes /orro0 /0". La sa!&da CY se 4one a 1 c andoe! contador ascendente a!canKa s estado de c enta e 4!o7 s& e! contador es de (d !o !asa!&da CY se 4one a 1 c ando e! contador !!e5a a! estado +er !a s&5 &ente 3&5 ra".

En ca '&o !a se a! de /orro0 se act&+a c ando e! contador descendente a!canKa s estado de c enta


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clk

Salida 5 4 3 2 1 0 $ # 5

*

3 4 5 # $ 0clk

0 1 2

O0O1 O 2

O2


Los contadores re+ers&'!es d&s4onen de na se a! de sa!&da TC Ter &na! Co nt" 9 e se 4one a1 s& sea!canKa e! estado de c enta


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' i

,1 ,1

T i

Cl i Pr iq i

O i

&

& T i

q i

q i-1 T i-1 q i-1

T i-101

.P/'O N

O i

q 1

T 1q 0

T 0 1 1 T 2q 2

O0 O1

clk

O0

O1

O2

3 2 0 4

A tor A!'erto Mo!&na 2)

O ca '&a en !os 3!ancos de 'a>ada de c!W7 4or !o 9 e e! '&esta'!e t&ene s entrada T &5 a! a 1 # sentrada de re!o> &5 a! a !a se a! de re!o> c!W

O1 es a O co o O es a c!!W. Esto es7 s& O3 ese cons&derado co o na se a! de re!o>7 entonces !aentrada de! '&esta'!e T 4 ede estar a 1. Con esto conse5 & os 9 e este '&esta'!e s&e 4re ca '&e en !os3!ancos de 'a>ada de O1.

De &5 a! 3or a7 O2 ca '&a en !os 3!ancos de 'a>ada de O17 4or !o 9 e !a entrada de re!o> de! '&esta'!e 2 esO1 # s entrada T es n 1.

Este t&4o de d&se o a!ternat&+o se deno &na ta '& n contador de r&Kado o r&44!e=co nter7 4or !a es4ec&er&Ko 9 e %ace !a cone:&(n de !a sa!&da de n '&esta'!e a !a entrada de re!o> de! s&5 &ente '&esta'!e. Lestr ct ra de este contador es


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A tor A!'erto Mo!&na 2*

3" Usando contadores # 4 ertas. D&s4on&endo de n contador con n (d !o a#or de! 9 e se desead&se ar7 # 4 ertas !(5&cas7 4ode os %acer 9 e este se co 4orte contando s(!o a9 e!!os estados de&nter s.

A9 se desarro!!ar< e! todo &nd&cado 4or e! a4artado '"7 re &t& os a! a! no a! te a 4ara e! d&se o 4or e! a4artado a".

E>e 4!o Se desea constr &r n contador (d !o 1 7 9 e c ente desde e! %asta e! V7 sando ncontador (d !o 1 # 4 ertas !(5&cas.

Es !(5&co 9 e e! contador (d !o 1 sado 4ara & 4!e entar e! (d !o 1 de'e &nterr 4&r s c entac ando !!e5a a! estado de c enta V. Esto es7 e! contador (d !o 1 4asara7 des4 s de! V7 a! estado dec enta 1 7 4ero de'e os o'!&5ar!e a 9 e7 en ! 5ar de! 1 7 4ase a! estado de c enta . Esto es 4os&'!e s& e!contador d&s4one de !nea de C!ear. De a!5 na anera7 esta !nea de'e de act&+arse cada +eK 9 e seanecesar&o 4ara 3orKar e! 4aso de! estado de c enta V a! . E:&sten dos a!ternat&+as de d&se o7 en 3 nc&(

de 9 e !a !nea de C!ear ten5a n odo de 3 nc&ona &ento asncrono o sncrono. Ana!&Kare os !as doss&t ac&ones.

Con c!ear sncrono act&+o en 'a>o"

A9 se 4!antea d&se ar n c&rc &to co '&nac&ona! 9 e en 3 nc&(n de! estado de c enta de! contador (d !o 1 act&+e !a se a! de c!ear. Co o esta es sncrona7 de'e act&+arse en e! estado de c enta V7 4ara9 e e! 4r(:& o estado7 en e! s&5 &ente 3!anco act&+o de c!W7 sea .

$or tanto C!@ O) O "

En !a s&5 &ente 3&5 ra se estra n crono5ra a donde se a4rec&a e! 3 nc&ona &ento de! con> nto

contador=4 erta. Se o'ser+a 9 e en e! estado de c enta V7 !a se a! de C! se 4one a 7 !o 9 e o'!&5a a 9 ee! contador se 4on5a a en e! s&5 &ente c&c!o de re!o>.


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clk

Salida # $ 0 1 2 3 4

Cl

clk

Salida # $ 100 1 2 3 4

Cl


Con c!ear asncrono act&+o en 'a>o"

E! 4roced& &ento con e! c!ear asncrono es s& &!ar 9 e con e! sncrono7 sa!+o 9 e este caso !a se a! dec!ear de'e act&+arse en e! estado de c enta 1 . Una +eK 9 e e! c&rc &to co '&nac&ona! detecta !a!!e5ada de este estado7 act&+a !a se a! de c!ear7 !o 9 e 4ro+oca 9 e &n ed&ata ente e! contador se 4on5a a cero s&n es4erar e! 3!anco act&+o de c!W".

$or tanto C! @ O) O1"

La s&5 &ente 3&5 ra estra n crono5ra a de! 3 nc&ona &ento de este contador7 donde se +e 9 e e!estado de c enta 1 a4arece d rante n t&e 4o 4e9 e o7 e! necesar&o 4ara !a e>ec c&(n de !ao4erac&(n C!ear.

+.3CONTADORES DE ANILLO : CON7UTADO EN COLA

La s&5 &ente 3&5 ra estra !a estr ct ra de n contador en an&!!o de (d !o=*. Este est< const&t &do 4or * '&esta'!es7 conectados entre s de odo 9 e !a sa!&da de no es !a entrada de! s&5 &ente # ass ces&+a ente %asta !!e5ar a! 8!t& o '&esta'!e7 c #a sa!&da se re&ntrod ce 4or !a entrada de! 4r& ero.Esto da &dea de! no 're de contador en an&!!o. En este contador7 e! estado de c enta >7 +&ene

deter &nado 4or n 1 en !a sa!&da O >.


27/35

Cl Pr' 0 q

Cl Pr' 1 q

Cl Pr' 2 q

Cl Pr' 3 q

Init 1 1 1 1

0 1 2 3

clk

O0 O1 O2 O3

Init

clk

O0 O1 O2O3


La !nea In&t s&r+e 4ara &n&c&a!&Kar e! c&rc &to7 de 3or a 9 e c ando est< +a!e 7 !os '&esta'!es 7to an7 de 3or a asncrona7 !os +a!ores 17 7 7 res4ect&+a ente. La 4 esta a 1 de In&t s&r+e co o&nd&cador 4ara !a 4 esta en arc%a de! contador. La s&5 &ente 3&5 ra estra e! crono5ra a te 4ora! de!3 nc&ona &ento de este contador.

En e! c&c!o de re!o> 4oster&or a !a &n&c&a!&Kac&(n7 e! '&esta'!e 1 ca4t ra e! 1 9 e t&ene e! '&est&entras 9 e este7 > nto con !os '&esta'!es 2 # )7 se 4onen a cero. En e! s&5 &ente c&c!o7 e! '&esta'!e 2ca4t ra e! 17 !os restantes est +a 4asando de n '&esta'!e a otro de! contador.

Una od&3&cac&(n a! contador anter&or7 !a const&t #e e! an&!!o de [o%nson o con tado en co!a7 e! c a 4er &te n n8 ero a#or de estados. En concreto7 s& este n e+o contador t&ene n '&esta'!es7 e! n8 erode estados de c enta es de 2\n. S&n e 'ar5o7 este contador7 a d&3erenc&a de! de an&!!o7 no estra de3or a e+&dente e! estado de c enta. La s&5 &ente 3&5 ra estra !a estr ct ra de n contador de an&!!ocon tado en co!a o contador de [o%nson.


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Son dos !as d&3erenc&as con e! contador en an&!!o

2" La &n&c&a!&Kac&(n. Todos !os '&esta'!es de! contador se &n&c&a!&Kan con

)" Las entrada de cada '&esta'!e est< conectada con !a sa!&da de! '&esta'!e anter&or7 sa!+o e! 4r& ero7c #a entrada es !a sa!&da co 4!e entada de! 8!t& o '&esta'!e7 e! 9 e est< en !a co!a. De a% e!no 're de con tado en co!a"

Las sa!&das de este contador se estran en !a s&5 &ente 3&5 ra. S& &n&c&a! ente todos !os '&esta'!es est7 e! '&esta'!e 7 se car5a con n 17 #a 9 e s entrada es e! co 4!e entode! conten&do de! '&esta'!e s&t ado en co!a. En e! s&5 &ente c&c!o de re!o> este 1 4asa a! '&esta'!e &entras 9 e e! '&esta'!e s&5 e car57 &entras 9 e

'&esta'!e s&5 e car5


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' 3q

' 2q

' 1q

' 0q

ntradaserie

Salidaserie

3 2 1 0

clk


Los re5&stros se 4 eden c!as&3&car en 3 nc&(n de c( o se !ean o escr&'an !os '&ts7 as 4ode os encontrar

re5&stros con entrada ser&e entrada %ace re3erenc&a a escr&t2ra" # sa!&da ser&e sa!&da %acre3erenc&a a !ect ra"

re5&stros con entrada ser&e # sa!&da 4ara!e!o

re5&stros con entrada 4ara!e!o # sa!&da ser&e

re5&stros con entrada 4ara!e!o # sa!&da 4ara!e!o.

S& d&s4one os de n re5&stro de n '&ts7 d&re os 9 e s& este t&ene entrada ser&e7 entonces e! re5&stro st&ene na !nea de entrada de datos 4or !a 9 e7 no tras otro7 se &ntrod cen !os n '&ts 9 e ser


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A tor A!'erto Mo!&na 2V

Se o'ser+a en e! re5&stro de !a 3&5 ra anter&or7 9 e !os '&esta'!es est nto se corres4onde con !a sa!&da de! re5&stro ser&entras 9 e !a entrada 4ara e! '&esta'!e s&t ado a !a &K9 &erda de! con> nto se corre4onde con !a entradade datos de! re5&stro.

$ara 9 e e! re5&stro o4ere de 3or a adec ada7 !os '&ts de entrada de'en estar s&ncron&Kados con !a se a! dere!o>7 esto es7 n '&t de entrada 4or cada c&c!o de re!o>. E! 4r& er '&t7 /7 de entrada se escr&'&r< en e! '&esta'!e D) en e! 4r& er c&c!o de re!o>7 e! se5 ndo '&t de entrada7 /17 + e!+e a escr&'&rse en D)7 enc& ade / 7 e! c a! 4asa7 a! '&esta'!e D2. E! tercer '&t de entrada7 /27 se escr&'e n e+a ente en D)7 enc& a de/ 17 e! c a! 4asa a! '&esta'!e D27 so'reescr&'&endo e! '&t /7 9 e7 a s +eK7 4asa a D1. As se co 4!eta !asec enc&a de escr&t ra 4ara !os c atro '&ts.

$ara !a !ect ra ser&e e! 4roced& &ento es s& &!ar. S(!o %a# 9 e tener en c enta 9 e 4ara !eer e! 4r& er '&ta! acenado7 e! / 7 no es necesar&o es4erar n&n58n c&c!o de re!o>7 #a 9 e !a sa!&da 9 de! 8!t& o '&esta'!# 4or tanto e! '&t /"7 se enc entra conectada con !a sa!&da de! re5&stro. La s&5 &ente 3&5 ra &! stra e

4roceso de !ect ra en cada c&c!o de re!o>.


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' 3q

' 2q

' 1q

' 0q

ntradaserie 3 2 1 0

clk

O3 O2Salida aralel"

O1 O 0

A tor A!'erto Mo!&na )

$or todo !o +&sto7 4ode os dec&r 9 e e! re5&stro de entrada ser&e # sa!&da ser&e 4resentado en este a4artaes n re5&stro de des4!aKa &ento a derec%a. E! re5&stro de des4!aKa &ento a &K9 &erda se % '&constr &do de 3or a s& &!ar s&n 4araostrar s conten&do7 este s&e 4re a4arece en !as !neas de sa!&da.


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A tor A!'erto Mo!&na )1

0.0RE2ISTRO CON ENTRADA -ARALELO : SALIDA SERIE.

La s&5 &ente 3&5 ra &! stra !a estr ct ra '


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A tor A!'erto Mo!&na )2

0.3. Re'istro con entrada #ara e a ( sa ida #ara e o .

La s&5 &ente 3&5 ra &! stra !a estr ct ra de n re5&stro con entrada # sa!&da en 4ara!e!o de * '&ts.

Co o se o'ser+a7 !os '&esta'!es son de! t&4o d&s4arado 4or n&+e! 'a>o en ! 5ar de d&s4arado 4or 3!anco.Esto s e!e ser %a'&t a! en este t&4o de re5&stros7 deno &nados ta '& n co o LATC67 a n9 e no sedescarta !a 4os&'&!&dad de 9 e se 4 edan d&se ar con '&esta'!es d&s4arados 4or 3!anco.

S& !a se a! c!W +a!e 7 !os '&esta'!es ca4t ran s& !t


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A tor A!'erto Mo!&na ))

conecta d&recta ente con !a entrada de CLEAR de! re5&stro. Las otras c atro o4erac&ones sncronas7 se+an a cod&3&car en dos !neas de contro! S17 S7 ta! co o se estra en !a s&5 &ente ta'!a.

$ara !a escr&t ra o car5a en 4ara!e!o7 e! re5&stro %a de d&s4oner de c atro !neas de entrada. $ara !a !ect raen 4ara!e!o7 e! re5&stro d&s4one de c atro !neas de sa!&da. $ara !a !ect ra,escr&t ra ser&e a !a derec%are5&stro d&s4one de dos !neas7 R &n7 R o t # 4ara !a !ect ra,escr&t ra a !a &K9 &erda7 e! re5&stro ta '& nd&s4one de !as !neas L&n7 Lo t . Ade .

S& S1 S @ 7 des4!aKa &ento a !a derec%a7 !as entradas de !os c atro '&esta'!es de! re5&stro de'en sers 4on&endo D) e! re5&stro s&t ado a !a &K9 &erda # De! s&t ado a !a derec%a"D)@ R &nD2@9) D1@ 92

D @ 91Y !a sa!&da R o t est< 3or ada 4or 9

S& S1 S @ 1. O4erac&(n de Load7 !as entradas de'en ser !os +a!ores 9 e ten5an !as entradas en 4ara!e!ode! re5&stro. Des&5ne os!as co o / 7/17/2 # /)

D)@/)D2@/2D1@/1D @/

S& S1 S @1 . NO$7 !as entradas de !os '&esta'!es de'en ser D)@ 9)


35/35

D2@ 92D1@ 91D @ 9

$ara 9 e no 4&erdan !a &n3or ac&(n

S& S1 S @11. Des4!aKa &ento a !a &K9 &erda7 !as entradas de !os '&esta'!es de'en ser D)@ 92D2@ 91D1@ 9D @L&nY !a sa!&da Lo t est< 3or ada 4or 9)En c a!9 &er caso7 !as sa!&dasO)= son !os +a!ores de !os '&esta'!es 9)= En 5enera! 4ode os dec&r 9 e

D)@ S1 S R &nB S1 S /) B S 1 S 9) B S1 S 92D2@ S1 S 9) B S1 S /2 B S1 S 92 B S1 S 91D1@ S1 S 92 B S1 S /1 B S1 S 91 B S1 S 9D @ S1 S 91 B S1 S / B S 1 S 9 B S1 S L&n

/I/LIO2RA8IA

1 %tt4 ,,000.dte. s.es,4ersona!,a o!&na,contadores]2 #]2 re5&stros,contadores]2 #]2 re5&stros.4d3 "

2 %tt4 ,,000. % .es,ra !.>& eneK,DIGITAL^II,d&52^&.4d3"
http://www.dte.us.es/personal/amolina/contadores%20y%20registros/contadores%20y%20registros.pdfhttp://www.dte.us.es/personal/amolina/contadores%20y%20registros/contadores%20y%20registros.pdfhttp://www.dte.us.es/personal/amolina/contadores%20y%20registros/contadores%20y%20registros.pdfhttp://www.dte.us.es/personal/amolina/contadores%20y%20registros/contadores%20y%20registros.pdf

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