Fundamentos de lógica digital

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Fundamentos de Lógica Digital
lunes, 19 de noviembre de 2007
6: El flip-flop J-K. Contadores

En este capítulo estudiaremos uno de los elementos más importantes, si no el más importante, en el arsenal de los bloques fundamentales de los circuitos lógicos conocidos como secuenciales. Este elemento es el flip-flop J-K y se representa de la manera siguiente:

Como puede verse en el símbolodel flip-flop J-K, este posee dos salidas complementarias Q y Q al igual que el flip-flop R-S.

Las características del flip-flop J-K son las siguientes:

(1) Cuando J=1 y K=1, al ir la entrada de la terminal de reloj C (clock) de 1 a 0 nada ocurre y el flip-flop J-K retiene el estado que poseía anteriormente.

(2) Cuando J=1 y K=0, al ir la entrada C de 1 a0 el flip-flop J-K tomará el estadoQ=1 independientemente del estado en el que se encontraba anteriormente.

(3) Cuando J=0 y K=1, al ir la entrada C de 1 a 0 el flip-flop J-K tomará el estado Q=0 independientemente del estado en el que se encontraba anteriormente.

(4) Cuando J=0 y K=0, al ir la entrada C de 1 a 0 el flip-flop J-K tomará un estado opuesto a aquél en el cual se encontraba anteriormente. Esto quiere decir quesi antes de la transición en la terminal C de 1 a 0 el flip-flop J-K se encontraba en el estado Q=1, entonces tomará el estado Q=0 después de la transición. Asimismo, si se encontraba en el estado Q=0 antes de la transición, entonces tomará el estado Q=1 después de la transición.

Obsérvese que la transición de 0 a 1 en la terminal C no produce efecto alguno en la salida Q. Unicamente latransición de 1 a 0 es la que puede producir efecto alguno. Puesto que es una caída de 1 a 0 o una transición negativa la que produce esta acción, este flip-flop J-K es reconocido como uno accionado por una señal de reloj negativa en la terminal de "reloj" (clock).

Existen también en el mercado flip-flops J-K en los cuales la transición que produce la acción en la terminal de salida Q es una transiciónpositiva de 0 a 1 y no la transición negativa de 1 a 0 (precaución: aquí no hay voltajes negativos involucrados). Estos flip-flops J-K son conocidos en el mercado como flip-flops accionados por una señal de reloj positiva.

Obsérvese cuidadosamente que es únicamente una transición en la terminal C la que puede producir acción alguna a la salida del flip-flop J-K. Si la entrada en la terminal Cpermanece constante, cualesquier variación en las terminales J yK no podrá producir efecto alguno en la salida Q del flip-flop J-K.

En forma similar al flip-flop R-S, el flip-flop J-K también posee dos salidas complementarias, Q y Q, con la diferencia de que el flip-flop J-K no posee estados no-definidos.

El flip-flop J-K, al igual que todos los bloques fundamentales dentro de los circuitoslógicos, se construye utilizando funciones lógicas básicas.

Consideramos a continuación una configuración hecha exclusivamente a base de flip-flops J-K:

Para analizar cualesquier circuito lógico que contenga flip-flops J-K, la regla es extremadamente sencilla: Suponemos que todos los flip-flops J-K de la configuración están en el estado Q=0. Aplicamos varias transiciones negativas en laterminal de entrada (o terminal "reloj") C y hacemos una lista de los estados que adquieren los flip-flops J-K de la configuración después de haber ocurrido cada transición. Continuamos el procedimiento hasta que todos los flip-flops J-K de la configuración original hayan regresado al estado original Q=0.

Teniendo lo anterior en cuenta, empezamos suponiendo que la salida del primer flip-flop J-K esQ1=0 y que la salida del segundo flip-flop J-K es también Q2=0. En otras palabras, el estado original de la configuración es Q1Q2=00.

Vemos entonces en el diagrama de la configuración cuáles son las entradas a cada flip-flop J-K:

Al llevarse a cabo la primera transición negativa en la terminal de entrada, el primer flip-flop J-K tomará el estado Q1=1, ya que antes de la transición estaba...
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