libro de electronica

186 PROBLEMAS DE CIRCUITOS Y SISTEMAS DIGITALES
Dado que en biestables tipo D se cumple D i = Q, tenemos la siguiente tabla de estados
para el circuito :
CI
q2
q3q4
00
01
11
10
00 01 11 lo
Q1Q2Q3Q4
De la tabla anterior, llamando cada estado por la representación decimal de la palabra
binaria ql q2 q3 q4 se obtiene el grafo de estados que se muestra : 09009000
Goce*** Existe bloqueoen el funcionamiento del circuito, ya que si el circuito entrase en el estado
0 nunca saldría de él .
Para eliminar el bloqueo basta detectar cuándo el sistema se encuentra en dicho estado,
y realizar alguna acción que lo fuerce a salir de él .
Planteamos dos soluciones distintas:
1) Solución asíncrona :
Activar la señal de preset PR de cualquiera de los biestables . De esta forma obligamosa que el sistema cambie de estado asíncronamente .
2) Solución síncrona :
Se trataría de introducir un 1 por la entrada de alguno de los biestables forzando igualmente
el cambio de estado .
Para detectar que nos encontramos en el estado 0 definimos una señal Z como :
Z = q l q2 . q 3 . q4
De esta forma las soluciones asíncrona y síncrona aplicadas al biestable 1 son respectivamente:
PR
D1 q1
Z q4
- q3
- q2
Solución asíncrona
D
- q4
- q3
- q2
Solución síncrona
0000 0010 1110 1100
1000 1010 0110 0100
1001 1011 0111 0101
0001 0011 1111 1101
clk
S
13
6
9
4
4
4
2
1
8
12
12
Como el tiempo de propagación es difícilmente controlable (cambia de un biestable a
otro, varía con la temperatura, etc . ..), la secuencia de estados no podría ser determinada .
Noobstante, sí se puede controlar la anchura del pulso clk =1 y hacerla suficientemente
grande como para que haya un cambio de estado y suficientemente pequeña como para que no
haya dos. Así, el comportamiento del circuito con latches sería equivalente al del circuito con
flip f lops .
Problema 11.- Para el circuito de la figura se pide :
a) Analizarlo .
b) Indicar la secuencia de salida que seobtiene si inicialmente los tres biestables tienen
salida cero.
c) Indicar cómo pueden sustituirse los biestables D y JK por biestables PM sin tener que
rediseñar el circuito.
PM
0 0
01
1 0
1
1
clk
P q
Q(t+1)
Q(t)
10
Q(t)
ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES 187
Analicemos qué sucede si los biestables son disparados por nivel (por ejemplo, por el
nivel alto del reloj) . Cuando clk =0 se mantendría estable el último estado almacenado y
cuando clk = 1 iría modificándose el estado de acuerdo con el grafo de estados . Esto se haría
al ritmo fijado por los tiempos de propagación de los biestables y puertas . Así, por ejemplo, si
clk = 1 durante 4 veces el tiempo de propagación de los biestables tendríamos que en cada
pulso habría 4 cambios de estados :
q
D2
q2 q3 -
K q3188 PROBLEMAS DE CIRCUITOS Y SISTEMAS DIGITALES
Solución P11 .
a) Ecuaciones de excitación :
P1 = q3
M1 = q1 +q3
Z = g2-g3
De las ecuaciones de excitación pasamos a la tabla de excitación y salida :
Q
A continuación la tabla de transición y salida :
D2 = q1 ED q3
J 3K3,D2,P1 MI, Z
Pasamos a la tabla de excitación, a partir de las tablas de transición de cada uno de los
distintosbiestables :
0
Q
Q3Q2Q1 , Z
Y como último paso del análisis la tabla de estados y salida, donde hemos llamado a los
estados 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 según la codificación de las variables de estado que se muestra :
q3q2q1 = 000, 001, 010, 011, 111
J3 - g2'g3
K3 = 1
S NS Z
0 1 0
1 3 0
2 5 1
3 7 1
4 2 0
5 0 0
6 2 0
7 0 0
9392
00
01
11
10
q0 01,0,01, 0 11,0,01, 1 01,1,11, 0 01,1,11, 01 01,1,01, 0 11,1,01, 1 01,0,10, 0 01,0,10, 0
q3q2 00 01 11 10
q1 0 001, 0 101, 1 010, 0 010, 0
1 011, 0 111, 1 000, 0 000, 0
a0
b) Inicialmente g3g2q1 = 000 (S = 0)
S: 0 -> 1 -~ 3 - 7 lo 0' - 1 -o 3 -> 7 -
Z:0
0
1
0
0
1
0
T T
secuencia que se repite
c) La sustitución del biestable D y JK por uno PM es como sigue :
- Respecto al biestable D : A partir de la tabla de excitación...