Flip-Flop S-R, D, J-K y T

EL FLIP-FLOP S-R, D, J-K y T

Flip-Flop S-R.
Formado por dos compuertas NOR donde las salidas se retroalimentan hacia la entrada creando con ello la base de los circuitos secuenciales. En este caso, la salida ya no depende de manera exclusiva de las entradas, sino que los valores previos que teníamos en las salidas pueden afectar el valor presente de las salidas.
Construcción de un flip-flopS-R:





















NOTA: La combinación en la entrada S=R=1 genera inconsistencia en los valores de la salida cuando tanto Q como Q´ se van al mismo estado.

Otra representación del flip-flop S-R se presenta a continuación:













En el diagrama de tiempos que se presenta a continuación, cada línea cortada que aparece de manera vertical, representa un retraso de compuerta para propagarla señal de un nivel al siguiente. Es muy importante que la propagación de la señal se haga por niveles.
















Representación esquemática de un flip-flop S-R:











Los circuitos secuenciales formados por arreglos de flip-flops y lógica adicional (AND´s, OR´s,...) funcionan mediante una señal de reloj la cual sincroniza todas las actividades que se llevan a cabo dentro del circuitosecuencial. Para lograr lo anterior en un flip-flop es necesario anteponer una etapa en la cual las señales de entrada al flip-flop se amarren a una señal de reloj como se muestra en la siguiente figura:











Representación esquemática:










La función booleana que describe el funcionamiento de un flip-flop tipo S-R se puede derivar a partir de la siguiente tabla de verdad. En esta tablase trata como entradas los pines S, R y Q (valor presente) y como salida el mismo pin Q pero en su estado estable, después de aplicadas las entradas S y R y de haberse retroalimentado el valor de Q.


|S |R |Q |Q+ |
|0 |0 |0 |0 |
|0 |0 |1 |1 |
|0 |1 |0 |0 |
|0 |1 |1|0 |
|1 |0 |0 |1 |
|1 |0 |1 |1 |
|1 |1 |0 |X |
|1 |1 |1 |X |

Haciendo un mapa de Karnaugh a partir de la tabla de verdad anterior es posible derivar la función booleana que nos representa el comportamiento de un flip-flop S-R.








Q+ = S + R´ Q Donde Q+ se lee como elsiguiente estado de Q.

NOTA: En un flip-flop de tipo sincrónico las entradas no deben cambiar durante el nivel alto de la señal de reloj (asumiendo que el reloj afecta los estados del flip-flop durante su nivel alto).

FLIP-FLOP D.
Otro tipo de flip-flop es el tipo D en el cual la entrada D aparece a la salida Q cuando aparezca el nivel de reloj apropiado.
Implementación:
Similar a un tipo S-R solo queen este caso la entrada S se complementa y se amarra a la entrada R. De esta forma, si la entrada D es 1 estaremos generando un set de acuerdo al flip-flop S-R provocando que la salida Q se vaya a 1 (mismo valor que se puso en la entrada D). Si la entrada D fuera 0 estaremos generando un reset de acuerdo al flip-flop S-R provocando que la salida Q se vaya a 0 (mismo valor que se puso en la entradaD).












D Q Q+
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1

Función booleana que lo representa: Q+ = D

FLIP-FLOP J-K.
Este flip-flop viene a ser un refinamiento del flip-flop S-R donde la J en este caso representa el Set y la K representa el Reset. En este tipo de flip-flop ya no existe el estado de inconsistencia cuando ambas entradas son1. Cuando esta situación se presente a la entrada de un flip-flop J-K, la salida Q y Q´ entrará en oscilación. Q de estado 1 pasará al estado 0 y de 0 pasará de nuevo a 1 quedando una oscilación sostenida.
Cuando se analiza cómo están cambiando los estados de un flip-flop como el J-K donde existen dos niveles de compuertas lógicas, es importante hacer el análisis por niveles tomando en cuenta el...