Digitales

LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES II

Experiencia 2:
CIRCUITOS LATCH Y FLIP - FLOPS

I. OBJETIVO:
* Analizar el principio de funcionamiento de los flip-flops RS, D, JK y T utilizados comercialmente.
* Identificar las diferencias entre un Flip-Flop y un “latch” de tipo D.
* Observar el efecto del reloj en los Flip Flop temporizados y la sincronía de las entradas y salidas.
*Implementar circuitos utilizando estos dispositivos de almacenamiento.

CUESTIONARIO PREVIO
1. INDIQUE LA DIFERENCIA ENTRE LOS LATCHES Y LOS FLIP-FLOPS

Latches y Flip-flops
Los dos tipos de memoria comúnmente utilizados en los circuitos de conmutación son los latches y los flip-flops.
•         Un latch es un elemento de memoria cuyas señales de entrada de excitación controlan elestado del dispositivo.
•         Un flip-flop difiere de un latch por el hecho de que tiene una señal de control llamada reloj. La señal de reloj emite una instrucción al flip-flop permitiéndole cambiar de estado de acuerdo con las señales de entrada de excitación. En los latches y los flip-flops, el siguiente estado queda determinado por las entradas de excitación.
•         Un latch cambia deestado de inmediato, según sus señales de excitación de entrada, mientras que un flip-flop espera la señal de su reloj antes de cambiar de estado.
Latch SR
El más simple latch lógico es el SR, donde R y S permanecen en estado 'reset' y 'set'. El latch es construido mediante la interconexión retroalimentada de puertas lógicas NOR, o bien de puertas lógicas NAND.
El funcionamiento del latch es elsiguiente:
•         La entrada R activa (1) realiza un RESET del latch (pone la salida a 0).
•         La entrada S activa (1) realiza un SET del latch (pone la salida a 1 ).
•         Si las entradas están desactivadas (R=0 y S=0) la salida del latch no cambia
•         Si se activan las dos entradas (R=1 y S=1) el circuito no funciona correctamente

Entradas de excitación | Estadoactual | Estadosiguiente |
S | R | Q | Q | Q* |
0 | 0 | | | Ningún cambio |
0 | 1 | 0 | 1 | 0 Reset |
1 | 0 | 1 | 0 | 1 Set |
1 | 1 | | | X No permitido |

Latch R-S con entrada de habilitación
El diagrama lógico de un latch con entrada de habilitación 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 de habitación (E, enable). El latch no cambiará de estado hasta que la entrada E esté a nivel alto. Esta tercera entrada (E) permite habilitar o inhibir las acciones del resto de entradas.

Fig. Diagrama y tabla característica del latch R-S
Latch D con entrada de habilitación
Existe otro tipo de latch con entrada de habilitación que se denomina latch D. Se diferencia del latchS-R en que sólo tiene una entrada (D), además de la de habilitación (E).
Cuando la habilitación (E) está activa la salida Q toma el valor de la entrada D, y cuando está desactiva, la salida permanece en su estado anterior. Este dispositivo también es conocido como báscula D transparente y se emplea para almacenar un bit de información.

Fig. 3. Diagrama y tabla característica del latch DFlip-Flop
El flip-flop es un circuito lógico biestable, es decir posee dos estados estables, denominados SET (1 o activación) y RESET (0 o desactivación). Los flip-flops se implementan con puertas lógicas y son los bloques básicos de construcción de contadores, registros y otros circuitos de control secuencial. También se emplean en ciertos tipos de memorias.
Flip-Flop maestro-esclavo
Un flip-flopmaestro-esclavo se construye con dos FF, uno sirve de maestro y otro de esclavo. Durante la subida del pulso de reloj se habilita el maestro y se deshabilita el esclavo. La información de entrada es transmitida hacia el FF maestro. Cuando el pulso baja nuevamente a cero se deshabilita el maestro lo cual evita que lo afecten las entradas externas y se habilita el esclavo. Entonces el esclavo...