Circuitos secuenciales

SISTEMAS DIGITALES – UNIVERSIDAD DE MEDELLIN – JAIRO VERGARA Unidad 1. Circuitos secuenciales Esta primera unidad busca obtener los elementos y conceptos generales que permitan un entendimiento claro sobre lo que es un circuito secuencial. Después de recorrer las generalidades, entraremos a reforzar cada componente de un circuito secuencial para al final, diseñar soluciones para circuitossecuenciales.

1.1 Concepto de circuito secuencial Recordemos que los circuitos combinacionales son aquellos que se fundamentan en las compuertas lógicas: AND, OR, NOT, XOR, XNOR, NAN, NOR y los cuales a partir de los valores de las señales de entrada, generan valores particulares hacia las salidas. Un ejemplo de circuito combinacional es el mostrado en la siguiente figura, el cual tiene tres señalesde entrada (A, B y C) y una señal de salida (Z).

Circuito combinacional (combinacional.jpg) Fuente: Elaboración Jairo Vergara

Los circuitos secuenciales son una evolución de los circuitos combinacionales, dado que pueden hacer uso de compuertas lógicas y adicionalmente requieren de elementos biestables (latches - flip/flops).

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ENTRADAS CIRCUITO COMBINACIONAL SALIDAS

BIESTBALES (LATCHES – FLIP/FLOPS)

Circuito secuencial Fuente: Elaboración Jairo Vergara

“Recuerde que los circuitos combinacionales no hacen uso de latches o flip/flops y su funcionamiento está basado en compuertas lógicas” 1.2 Tipos de biestables “Los dispositivos biestables sedividen en dos categorías: flip/flops y latches. Los biestables poseen dos estados estables, denominados SET (activación) y RESET (desactivación), en los cuales se pueden mantener indefinidamente, lo que los hace muy útiles como dispositivos de almacenamiento” (Floyd, 2006). La diferencia básica entre un latch (http://www.absoluteastronomy.com/topics/Latch_%28electronic%29) y un flip/flop(http://www.absoluteastronomy.com/topics/Flip-flop_%28electronics%29) es la forma en que cambian de estado. Los latch, cambian el estado de su salida dependiendo de los valores de las señales de entrada. El flip/flop es similar en comportamiento al latch, pero incorpora una entrada adicional denominada Reloj, sobre la señal de Reloj y el flanco correspondiente se basa la operación del flip/flop. Es convenienteen este momento reconocer los elementos de una señal de reloj.

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Forma señal de reloj (reloj.gif) Fuente: http://www.meristation.com/EPORTAL_IMGS/GENERAL/articulos/Marzo2006-Lamemoria/IMG2-cw440b63daa1e11/1.gif

Como se puede apreciar en la figura hay varios elementosimportantes en una señal de reloj: • • Estados de la señal: La señal de reloj es una señal digital binaria que oscila entre los valores o niveles 1 (alto) y 0 (bajo). La frecuencia: Para este caso se ilustra una señal de reloj con una frecuencia de 1Hz (1 ciclo por segundo), esto quiere decir que la señal en estado ALTO se demora 0.5 segundo, y 0.5 segundo en estado BAJO. Flanco: El flanco es elmomento de la transición o cambio de estado de la señal de reloj; una señal de reloj tiene dos flancos. El flanco ascendente y el flanco descendente. Todo dispositivo que opere o base su funcionamiento a partir de una señal de de reloj debe asociar uno de los dos tipos de flanco para su operación. El flanco se repite cada ciclo. o Flanco ascendente: Es la transición o cambio de estado de nivelbajo a nivel alto. Flanco descendente: Es la transición o cambio de estado de nivel alto a nivel bajo.

•

o

LATCHES El propósito de un lacth es proporcionar la característica de memoria. Los latches no utilizan señal de reloj para su funcionamiento. Todo latch tiene dos tipos de salida Q (normal) y Q’ (complementada). 1.2.1 Latch SR con entradas activas en nivel ALTO

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