Biestables

CIRCUITOS BIESTABLES (FLIP-FLOP)

Introducción

Cuando un conjunto de combinaciones lógicas se aplica a las entradas de un circuito lógico este genera en su/s salida/s un resultado que se corresponde en todo momento con la combinación de entrada. Si cambia la combinación de estrada cambia (o no) el resultado obtenido en la/s salida/s.
Hay muchos sistemas digitales que no necesitan más que esto.Pero muchos otros requieren una serie de estas operaciones, obtenidas secuencialmente en el tiempo (el circuito da resultados simples uno detrás del otro en el tiempo) las que en conjunto conformarán el resultado buscado.
Se llega así a la conclusión de que es necesario disponer de elementos capaces de recordar el resultado de cada operación individual de la serie hasta el momento de requerirlosen conjunto.
Para ello se recurre a los elementos de memoria cuya característica principal es la capacidad de almacenar información.
Seguidamente se analizará el comportamiento de uno de estos elementos de memoria denominado Flip-Flop (F-F) o multivibrador biestable.
Este dispositivo es capaz de almacenar cualquiera de los dos niveles con que trabaja la lógica binaria: 0 y 1.
Para ello cuenta conentradas de comando (una o más) de manera que para determinadas combinaciones de los niveles de entrada la salida tome los niveles lógicos 0 o 1, unívocamente relacionados con cada una de aquellas combinaciones.
En general los F-F cuentan con dos salidas, una denominada  y otra que se denomina , que resulta ser el complemento de la anterior. Por lo tanto, un F-F presentará dos configuracionesde salida o “estados” que serán 0 y 1.
Estas configuraciones quedan definidas en la siguiente tabla:

En todos los casos 


La implementación de un circuito que responda a esta tabla es la de la figura 1, donde se lo muestra adoptando los dos estados estables.
Como se observa son dos inversores conectados en oposición. Se desprende del análisis de la figura que no puede haber más de dos estadoslógicos diferentes los que, en ausencia de estímulos externos permanecen estables. El sistema responde con lo estipulado por lo que puede servir como elemento de memoria, aunque primero se lo debe dotar de líneas de entrada y salida, o sea, de los elementos que produzcan los cambios de estado.

Flip-Flop R-S

La configuración básica de este tipo de biestable puede observarse en la figura 2.
Parael caso que las dos entradas sean R = S = 0 el circuito resulta equivalente a dos inversores conectados en oposición según lo visto anteriormente. Por lo tanto el circuito podrá encontrarse en  y  (estados estables).
Si ahora la entrada S se hace igual a 1, la salida  será igual a 1 (estado alto) cualquiera sea el estado en que se encuentre el sistema.
Pasando nuevamente a S = 0 y R = 0, elcircuito permanecerá en el estado 1 (estable con  y ).
Si ahora se hace R = 1 y S = 0 se pasará al estado 0 ( y ) cualquiera sea el estado anterior.
La última posibilidad, R = 1 y S = 1 hace que las dos salidas sean .
Se puede observar que ambas salidas quedan definidas (las dos son 0 y no complementarias), pero se presenta la incongruencia de no responder a ninguno de los estadosconsiderados como característicos de un F-F que según se ha visto son:

Estado alto:  y 
Estado bajo:  y 

Por lo tanto, la mencionada combinación de entrada lleva al sistema a un estado indeterminado.
Por otra parte, si ambas entradas (S y R) vuelven simultáneamente al nivel 0 no se podrá determinar cuál de los dos estados (0 o 1) tomará el sistema.
Debido a esto es que para este F-F lacombinación de entrada S = R = 1 es prohibida.
Resumiendo, se puede ver que este tipo de F-F posee dos entradas de comando: una de ellas lo lleva al estado 1 ( y ) y se la denomina S (SET). La otra lo lleva al estado 0 ( y ) y se la denomina R (RESET).
En la tabla siguiente se resume el funcionamiento del biestable donde R, S y  son los estados de las correspondientes variables de entrada y...