Biestables

TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES. CURSO 2007/08 Inocente Sánchez Ciudad

TEMA 6: BIESTABLES.
6.1. Elementos de memoria: biestables y tipos.
Los circuitos con realimentación no son combinacionales. Constituyen un nuevo tipo, los llamados secuenciales. La característica principal de un circuito secuencial es que su salida no sólo depende de su entrada, sino de sus entradas anteriores, que quedanrecogidas en lo que llamaremos “estado”. Supongamos el siguiente circuito elemental con realimentación.

Las formas de onda en función del tiempo son:

E t S t
En el caso del biestable, coinciden salida y estado. Al final, aunque la entrada es E=0, la salida no es S=0, como al principio. La memoria en los computadores que corresponde a la mínima cantidad de información (1 bit) habitualmente tienelugar en unas células elementales llamadas biestables. Un conjunto de biestables podrán almacenar la información correspondiente a una cierta cantidad de bits, es decir, con biestables se pueden almacenar palabras de varios bits. Este almacenamiento de la información es indefinido mientras exista alimentación para mantenerse. Los biestables son, además de la célula elemental de almacenamiento,los circuitos secuenciales más sencillos. Los biestables pueden ser: • • Asíncronos. Los cambios se producen en cualquier momento en que cambien las entradas. (RS y JK). Síncronos. Los cambios se producen en el momento en que lo ordene un reloj. A su vez los biestables síncronos pueden ser: 1. Disparados por nivel. Los cambios son efectivos cuando la entrada de disparo del biestable está a un nivelactivo, durante todo el tiempo que dura el dicho nivel. (RS, JK y D). 2. Disparados por flanco. Los cambios se producen sólo en los momentos de cambios del reloj (flancos, transiciones). (RS, JK, D y T). 3. Maestro / Esclavo (Master / Slave). (RS, JK, D y T).

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Tipos de biestables y su utilización:RS Asíncrono Por nivel Por flanco Maestro Esclavo
6.1.1. Biestable RS. Este es el núcleo de los biestables: Uso común Interés teórico Interés teórico Uso común

JK
Interés teórico Interés teórico Uso común Uso común

D
Uso común Uso común Uso común

T

Interés teórico Interés teórico

Q = R+Q
1) Si R = 0 y S = 1 , entonces Q = S + Q = 0 y Q = 2) Si

Q = S +Q 0 + 0 = 1 . Puesta a 1R = 1 y S = 0 , entonces Q = R + Q = 0 y Q = 0 + 0 = 1 . Puesta a 0 R = 0 , S = 0 y Q = 0 , entonces Q = R + Q = 0 , Q = 0 + 0 = 1

3a) Si 3b) Si

R = 0 , S = 0 y Q = 1 , entonces Q = R + Q = 1 , Q = 0 + 1 = 0 Q = R + Q = 0 + Q = Q y Q = S + Q = 0 + Q = Q . Mantiene salida Q = R + Q = 1 + Q = 0 y Q = 1 + Q = 0 . Contradicción lógica,

En ambos casos 3a y 3b, o estado.

4) S i R = 1 y S= 1 , entonces entrada PROHIBIDA. Resumiendo

ENTRADAS R=0 R =1 R=0 R =1 S =1 S =0 S =0 S =1

Condición inicial Condición inicial RESULTADO Q (t ) = 0 Q (t ) = 1 Q (t ) = 1 Q (t ) = 0 Puesta a 1 Q (t + 1) = 1 Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 1 Q (t + 1) = 0 SET Puesta a 0 Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 1 Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 1 RESET Mantiene Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 1 Q (t + 1) = 1 Q (t + 1) = 0estado Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 0 Q (t + 1) = 0 PROHIBIDO

R es la inicial de la palabra inglesa Reset (puesta a 0) y S es la inicial de la palabra inglesa Set (puesta a 1).

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La entrada RS=11 no está permitida porque puede dar lugar a oscilaciones del biestable, por producirse unacontradicción lógica, al intentar tomar la salida y su negada el mismo valor. Esto produce oscilaciones indeseadas (llamadas carreras) o el basculamiento a un estado u otro de forma incontrolada. Si ambas puertas son igual de rápidas se produce una oscilación llamada carrera. Si la puerta de arriba (en el dibujo) es más rápida, al volver a la entrada R=0 S=0, Q fija su valor a 1 y arrastra a Q...