FLIP-FLOP

DISPOSITIVOS DIGITALES DE CONTROL Y POTENCIA



“FLIP-FLOP”




6IV6


FLIP-FLOP
Introducción
Todos los circuitos digitales utilizan datos binarios para funcionar correctamente, los circuitos están diseñados para contar, sumar, separar, (etc.) los datos según nuestras necesidades, pero por el tipo de funcionamiento de las compuertas digitales, los datos presentes en las salidas delas mismas, cambian de acuerdo con sus entradas, y no hay manera debitarlo, si las entradas cambian, las salidas lo harán también, entonces ¿Cómo podemos hacer para mantener un dato o serie de datos en un lugar hasta que los necesitemos?
La respuesta son las memorias, básicamente son sistemas que pueden almacenar uno o más datos evitando que se pierdan, hasta que nosotros lo consideremosnecesario, es decir, pueden variar su contenido a nuestra voluntad.
El corazón de una memoria son los Flip Flops, este circuito es una combinación de compuertas lógicas, A diferencia de las características de las compuertas solas, si se unen de cierta manera, estas pueden almacenar datos que podemos manipular con reglas preestablecidas por el circuito mismo.
Esta es la representación general par un FlipFlop (comúnmente llamado "FF")






Los FF pueden tener varias entradas, dependiendo del tipo de las funciones internas que realice, y tiene dos salidas:

Las salidas de los FF sólo pueden tener dos estados (binario) y siempre tienen valores contrarios, como podemos ver en la siguiente tabla:
set
reset
Q
Q’
0
1
1
0
1
0
0
1

Las entradas de un FF obligan a las salidas aconmutar hacia uno u otro estado o hacer "flip flop" (Término anglosajón), más adelante explicaremos cómo interactúan las entradas con las salidas para lograr los efectos característicos de cada FF.

El FF también es conocido como:
"Registro Básico" término utilizado para la forma más sencilla de un FF.
"Multivibrador Biestable" término pocas veces utilizado para describir a un FF.

RegistroBásico construido con compuertas NAND
Este es el circuito más sencillo y básico de un FF, Puede ser construido a partir de dos compuertas NAND o dos compuertas NOR con dos entradas, a continuación se ilustra con compuertas NAND, y es denominado "Registro Básico NAND".
La forma de conectarlas es la siguiente: Se deja libre una de las entradas de cada compuerta, las sobrantes son conectadasindependientemente de manera cruzada hacia la salida de la compuerta contraria. Quedando la conexión de la siguiente manera:









La siguiente tabla muestra el estado inicial del Registro Básico NAND, cuando sus entradas se encuentran en ALTO (Estado de reposo del FF). Para comenzar la acción de "Flip Flop" será necesario enviar a BAJO alguna de las entradas, con su correspondiente cambio deestado a la salida.

set
reset
Q
Q’
0
1
1
0
1
0
0
1


La siguiente tabla nos muestra los diferentes cambios de las salidas, según cada selección de entradas (La "X" significa que no importa el estado en el que se encuentren en ese momento):

set
reset
Q
Q’
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
Siguiendo los datos de la tabla podemos resumir que:
Si SET y RESET estánen ALTO, el FF mantiene sus salidas en el estado actual.
Si RESET recibe un pulso BAJO, las salidas son forzadas a Q = 0 y /Q = 1
Si SET recibe un pulso BAJO, las salidas son forzadas a Q = 1 y /Q = 0
Si las dos entradas reciben pulsos BAJOS, las salidas son forzadas a Q = 1 y /Q = 1
Este último cambio normalmente se considera como no deseado, ya que el principio básico es que las salidassiempre estén invertidas (Aunque en ciertos casos especiales, nosotros podríamos utilizar este efecto).
Entonces, la tabla de verdad del Registro Básico NAND es la siguiente:

set
reset
Q
Q’
0
0
1
1
0
1
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0

Registro Básico con compuertas NOR
La conexión del Registro Básico NOR es exactamente igual al del Registro NAND, pero los cambios en sus salidas son...