UNIVERSIDAD AUTONOMA METROPOLITANA AZCAPOTZALCO

División de C.B.I.

LABORATORIO DE DISEÑO LÓGICO I

LABORATORIO DE DISEÑO LOGICO I

PRACTICA No. 6

“CARACTERIZACION DE FLIP FLOPS”

EQUIPO No. 2

PROFESOR: FRANCISCO JAVIER SÁNCHEZ RANGEL

GRUPO: CEL-81

TRIMESTRE: 13-P

FECHA DE ENTREGA.- 18/JUNIO/2013

OBJETIVOS:

Caracterizar un Flip-Flop de acuerdo con su tabla característica. Caracterizar un Flip-Flop de acuerdo a su función característica. Construir un Flip-Flop de un tipo a partir de uno de otro tipo. Representar Flip-Flops en VHDL. Armar un contador binario de 4 bits.

INTRODUCCION TEORICA:

Circuitos Secuenciales: En la figura no. 1 se muestra el diagrama a bloques de un circuito secuencial, el cual se forma de la interconexión de un circuito combinacional y unos elementos de almacenamiento. Los elementos de almacenamiento son circuitos capaces de almacenar información binaria. La información binaria almacenada en estos elementos define el estado del circuito secuencial en cualquier momento. El diagrama a bloques demuestra que las salidas de un circuito secuencial son funciones no sólo de las entradas, sino también del estado presente de los elementos de almacenamiento. El siguiente estado de los elementos de almacenamiento también es una función de las entradas y del estado presente.

Los circuitos secuenciales se sincronizan por medio de dispositivos de sincronía, llamado generador de reloj, que produce un tren periódico de pulsos de reloj, tal y como se muestra en la figura no. 2.

Los circuitos secuenciales se clasifican en: Circuitos Asíncronos: Depende de las entradas en cualquier instante y el orden en el tiempo del cambio de las

entradas. Circuitos Síncronos: Se define por el conocimiento de sus señales en instantes discretos de tiempo.

La sincronización de los circuitos secuenciales se puede realizar de varias maneras, tal y como se muestra en la figura no 3.

Figura no. 3: Tipos de Sincronización de Circuitos Secuenciales

Flip-Flops. Algunos elementos de almacenamiento son conocidos como Flip-flops. Los Flip-flops son celdas binarias capaces de almacenar un bit de información. En la figura no. 4 se muestra el diagrama a bloques de un Flip-flop.

Existe distintos tipos de Flip-flops, en la figura no. 5 se muestra las características de los principales tipos de Flip-flops.

FLIP-FLOPS

La mayor parte de los sistemas encontrados en la práctica también incluyen elementos de almacenamiento que requieren que el sistema se describa en términos de circuitos secuenciales.

Sincronismo:

El tipo de circuito secuencial más común es el tipo síncrono, esto significa que los elementos de almacenamiento se afectan sólo en instantes de tiempo discretos. La sincronización se genera en un dispositivo denominado Reloj (clock) que produce un tren periódico de pulsos.

Un flip-flop es una celda binaria capaz de almacenar un bit de información. Tiene dos salidas, una para el valor normal y una para el valor complementario.La diferencia entre los diversos tipos de flip-flops está en el número de entradas que posean y la manera en la cual las entradas afectan el estado binario.

Lógica Secuencial:

Tipos Flip-Flop SR Flip-Flop D Flip-Flop JK Flip-Flop T Tablas de Características Sincronismo

Tablas de excitación:

Las tablas de características especifican el estado siguiente cuando se conocen las entradas y el estado presente, por lo general, durante el diseño de un circuito secuencial, se conoce la transición requerida del estado presente al siguiente estado y requeriremos encontrar las condiciones de entrada del flip-flop que causen esa transición, para esto se usan las tablas de excitación.

Flip-Flops Tablas de Ex c itación:

Circuitos secuenciales: Un circuito secuencial es una interconexión de flip-flops y compuertas. Las compuertas por si mismas constituyen un circuito combinatorio, pero cuando se incluyen junto con los flips-flops, el circuito completo se clasifica como un circuito secuencial.

Diagrama de un circuito secuencial

Fig 1: Tabla característica de los Flip-Flops.

Desarrollo Practico.

1. Obtener la tabla característica y diagrama de conexiones de los Flip-Flops contenidos en los circuitos integrados 7473 y 7474. Explicar con tus palabras toda la información que te proporciona la tabla de 7473 y 7474.

7473 7474

En el CI 7473 (JK) al mantener el estado quiere decir que cuando se está complementando constantemente la salida al hacer la combinación 0 0 se queda en el último valor binario mostrado (0 o 1) o sea deja de complementarse, como se observa en la tabla la combinación 0 1 da “0” y la combinación 1 0 da “1” en la salida; mientras que con 1 1 la salida se complementa.

En el CI 7474 se observa que lo que hay en la entrada es lo que hay a la salida, si D es “0” la salida es “0” ya que la función reset (borrar) tiene respuesta a”0” y si D es “1” la salida es “1” ya que la función set (activar) tiene respuesta a”1”.

2. Obtener un Flip-Flop D a partir de un Flip-Flop JK.

3. Obtener un Flip-Flop T a partir de un Flip-Flop JK.

4. Utilizando Flip-Flops 7473, armar un contador binario de 4 bits. Dibuje las conexiones que se deben hacer en el circuito de la figura no. 6.

Empleando la ecuación característica, diseñe en VHDL un Flip-Flop JK.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Comprobar experimentalmente el funcionamiento de los Flip-Flops 7473 y 7474, de acuerdo con su tabla. Dibuje las observaciones hechas cuando J = K = 1 y Freloj = 10 Hz.

Comprobar el funcionamiento del Flip-Flop tipo D.

Comprobar el funcionamiento del Flip-Flop tipo T.

Comprobar el funcionamiento del contador binario.

Implementar en VHDL el comportamiento del Flip-Flop JK.

Teniendo la ecuación característica para nuestro flip flop jk en la fig.1, procedimos a realizar el código en VHDL, utilizando el código básico utilizado hasta ahora;

Como podemos observar, en nuestro código la mayor variante es que para nuestra “variable” Q y Qn fueron colocados como entrada/salida (inout) para que nuestro reloj funcionara adecuadamente

Generado el check syntax, procedemos a crear el diagrama RTL

Por último, esta ocasión no tuvimos que bajar a la tarjeta NEXYs puesto que apenas esta ocasión fue la primera vez que utilizamos un “clock” dentro de VHDL.

Fig. b.- Esquema RTL FLIP FLOP JK

Fig. c.- Simulación FLip FLop JK

Bibliografía

Morris M. Mano, “Lógica digital y diseño de computadoras” Editorial Prentice Hall. 1989