Lab 7 Digitales

CIRCUITOS DIGITALES

Laboratorio Nº7

“CIRCUITOS CON FLIP FLOPS”

INFORME

Integrantes:

- BERNUY ESPINOZA, Ayrton

- CALIXTRO DE LA CRUZ, Percy

- CASTAÑEDA SEDANO, Pedro

Profesor: CAMACHO JIMÉNEZ, Francisco

Sección: C15 - 3 – B

Semana: 9

Fecha de realización: 5 de OctubreFecha de entrega: 12 de Octubre

2011 – II

Flip Flops

INTRODUCCIÓN

En este laboratorio, seguimos trabajando con el elemento de memoria más importante, el cual está formado por un conjunto de compuertas lógicas. Una compuerta lógica por sí sola no tiene capacidad de almacenamiento, sin embargo, varias de ellas pueden interconectarse de cierta forma logrando almacenar informafción.

A continuación montaremos las diversas aplicaciones que presenta el Flip Flop,se utilizan varios arreglos y estos serán descritos en las siguientes páginas.

Circuitos Digitales Página 2

Flip Flops

1. OBJETIVOS .- Aprender a usar e implementar Flip Flops en circuitos

secuenciales.- Implementar circuitos con Flip Flops para desplazar datos en

serie y el paralelo.- Implementar circuitos con Flip Flops en divisores de frecuencias.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO .2.1. Biestable.

El biestable o también llamado flip flop en ingles es un multivibrador capaz de mantenerse en uno de dos estados posibles durante un tiempo en ausencia de impulsos. Esto le permite memorizar información durante cierto tiempo. Por sus entradas el flip flop se puede dividir en:

2.1.1. Asíncronos:La característica de estos es que solo tienen entradas de control, tal es el caso del flip flop RS

2.1.2. Sincronos:Además de sus entradas de control tienen una entrada reloj. Las entradas son activadas por el reloj y puede ser activada por nivel alto (“H”) o por flanco (de subida o de bajada)

2.2. Biestable JK master slave.El flip flop maestro esclavo es básicamente 2 flip flop conectados entre si en serie, donde el clock tiene un pulso invertido. Las salidas Q del esclavo son devueltas a las entradas del maestro y viceversa con las 2 salidas del maestro se conecta al esclavo.

J K Qn-1 Qn

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 X 0

1 0 X 1

1 1 0 1

1 1 1 0


Flip Flops

3. EQUIPOS Y MATERIALES .- PC con software de simulación- Módulo entrenador DET2220- Conectores chicos, medianos y grandes

4. PROCEDIMIENTO. 4.1. Registro de desplazamiento.

En esta parte se experimentó con un circuito que constaba de 4 flip flops JK , con clock en común.Para esto realizamos el siguiente montaje en el entrenador:

Ya montado, colocamos el RESET en alto, en la entrada colocamos un nivel alto y dimos pulsos al CLOCK.Al dar los golpes sucesivos al CLOCK, nos percatamos que este circuito, nos permitía transferir datos ya que cuando colocamos un 1en la entrada, apareció un 1 en la última salida E tras 4 estados de reloj, es decir 4 flancos positivos.Este circuito de activa por flanco. Los golpes de reloj tuvieron que ser rápidos para garantizar la transferencia de datos.

4.2. Registro de desplazamiento con acceso paralelo.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación, el circuito constaba de flip flops JK, inversores, puertas NAND, puertas AND y un CLOCK.El circuito se mostró de la siguiente forma:


Flip Flops

En el circui

to observamos que al igual que el montaje anterion, este trnsfiere datos en cada flanco positivo de reloj. De QA hasta QD.En cuanto a su funcionamiento, observamos que cuando S y CM están en nivel alto, el CLOCK funciona y trnasfiere los datos en serie.

4.3. Contador en anillo.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación:


U1A

74S00DU1B

74S00D

U1C

74S00DU1D

74S00D

U2A

74S00DU2B

74S00D

U2C

74S00DU2D

74S00D

U3A

74S05N

U3B

74S05N

U3C

74S05N

U3D

74S05N

U3E

74S05N

U4A

74S08D

U4B

74S08D

U4C

74S08D

U4D

74S08D

U5A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U5B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U6A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U6B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U7A

74S04D

U7B

74S04D

U7C

74S04D

U7D

74S04D

J1

Tecla = A S

J2

Tecla = A CM

J3

Tecla = A CLOCK

J4

Tecla = A RESET

VDD

5V

R1

1kΩ

R2

1kΩ

R3

1kΩ

R4

1kΩ

X1

2.5 V

X2

2.5 V

X3

2.5 V

X4

2.5 V

J5

Tecla = A A J6

Tecla = A B J7

Tecla = A C J8

Tecla = A D

R5

1kΩ

R6

1kΩ

R7

1kΩ

R8

1kΩ

Flip Flops

Para este circuito, elaboramos su tabla de verdad, para 8 golpes de reloj;


U1A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U1B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U2A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U2B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

R1

1kΩ

R2

1kΩ

VDD5V

J1B

Key = 2

X1

2.5 V

X2

2.5 V

X3

2.5 V

X4

2.5 V

U3

20 Hz

CLOCK A B C D

1 1 0 0 0

2 1 1 0 0

3 1 1 1 0

4 1 1 1 1

5 0 1 1 1

6 0 0 1 1

7 0 0 0 1

8 0 0 0 0

Flip Flops

Si dibujamos al clock y a una forma de onda saliente, se mostraría de la siguiente forma:

Este cambio sería más lento, debido a que se divide la frecuencia entre 4 y en consecuencia se hace más lento.

En esta misma experiencia, implementamos el siguiente circuito también en el software de simulación:

De igual forma elaboramos su respectiva tabla de verdad:


U1A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U1B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U2A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U2B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U3A

74AS10M

U4A74AS04M

X1

2.5 V

R2

1kΩ

J1B

Key = A

VDD5V

X2

2.5 V

X3

2.5 V

X4

2.5 V

U5

20 Hz

Flip Flops

A B C D

1 0 0 0

1 1 0 0

1 1 1 0

1 1 1 1

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

0 1 1 1

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 0

Este circuito comenzó a contar desde 1, nos permitió modificar la secuencia de datos.

4.4. Contador binario asíncrono.Para esto realizamos el siguiente montaje en el entrenador:

A partir del montaje, elaboramos la tabla de verdad:Se elaboró la tabla con flanco positivo.


Flip Flops

A B C D DECIMAL


Flip Flops

1 1 1 1 15

1 1 1 0 14

1 1 0 1 13

1 1 0 0 12

1 0 1 1 11

1 0 1 0 10

1 0 0 1 9

1 0 0 0 8

0 1 1 1 7

0 1 1 0 6

0 1 0 1 5

0 1 0 0 4

0 0 1 1 3

0 0 1 0 2

0 0 0 1 1

0 0 0 0 0

Se trató de un descontador desde 15 hasta 0.Es un descontador que se resetea cuando el valor es 0000.Cuando estábamos dando los pulsos de reloj, lo reseteamos y vuelve a 0000.

4.5. Contador binario sincrónico.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación.


ACTIVADA POR FLANCO POSITIVO

U1A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U1B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U2A

74107N

1J1

~1Q 2

1CLK12

1K4

~1CLR13

1Q 3

U2B

74107N

2J8

~2Q 6

2CLK9

2K11

~2CLR10

2Q 5

U3A

74AS04M

U4A

74AS10NU5A

74AS08M

X1

2.5 V

X2

2.5 V

X3

2.5 V

X4

2.5 V

X5

2.5 V

U6

20 Hz

R1

1kΩ

J1A

Key = A

VDD5V

Flip Flops

Reseteamos el circuito y elaboramos su tabla de verdad:

A B C D

0 0 0 1

0 0 1 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 0 1

0 1 1 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 0 1

1 0 1 0

1 0 1 1

1 1 0 0

1 1 0 1

1 1 1 0

1 1 1 1

En cuento a su funcionamiento, podemos decir que comienza en 1, luego cuenta hasta 15, se resetea y vuelve a comenzar en 1.


ACTIVADA POR FLANCO POSITIVO

Flip Flops

5. APLICACIÓN. Implementamos el circuito en el software de simulación, mostrándose de la siguiente forma:

U1A

7476N

1J4 1Q 15

~1Q 141K16

~1CLR

3

1CLK1

~1PR

2

U2A

7474N

1D2 1Q 5

~1Q 6

~1CLR

1

1CLK3

~1PR

4U3A

7432N

U3B

7432N

VDD5V

X1

2.5 V

U4

20 Hz


Flip Flops

6. OBSERVACIONES.

En el desarrollo del circuito 3.23.3 se observo que a pesar de que se variaba la entrada en en el clock mientras la entrada S y CM no estuvieran en un nivel alto la señal no trabajaba y nos daba un estado indeterminado

Se observo que el cambio de estado era por flanco positivo ya que cuando se armo el circuito solo se lograban cambios en la salida si se hacia un cambio rápido de estado en el clock de lo contrario nos daba indeterminado

7. CONCLUSIONES.

Se pueden crear contadores con las basculas JK que vayan desde 0 a cualquier numero o también que comiencen en un numero aleatorio

Se logro el análisis del funcionamiento de las basculas JK en circuitos como contadores o como divisores de frecuencia lo que le da gran variedad a sus funciones.

8. BIBLIOGRAFÍA. - Floyd, Thomas (1996) Fundamentos de electrónica digital. México

D.F.: Limusa- John A. Dempsey. Electrónica Digital Básica. México Fondo

Educativo Interamericano(621.381D)


Flip Flops


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