CONTG1 Ff Jk Contadores

CONTADORES
• Definición
• Diseño y analisis de un contador binario hacia
arriba de 3 bits con flip-flops JK.
• Otros contadores típicos
• Descripción VHDL
• Ejercicios

Definición
• Un contador es un circuito digital capaz de
contar sucesos electrónicos, tales como
impulsos, avanzando a través de una
secuencia de estados binarios.
• Contador síncrono es un tipo de contador
en el que todas lasetapas utilizan el
mismo impulso de reloj.

DISEÑO DE UN CONTADOR BINARIO HACIA
ARRIBA DE 3 BITS CON FLIP-FLOPS JK
Paso 1 –Diagrama de estados
Cuando se aplica una señal de reloj, el
diagrama de estados muestra una
progresión de estados por los cuales el
contador avanza.
Paso 2 – Tabla del estado siguiente
Enumera cada estado del contador( estado
actual) junto con el correspondiente
estadosiguiente. El estado siguiente es el
estado al que el contador paso desde su
estado actual, al aplicar un puso de reloj.
La tabla del estado siguiente se obtiene a
partir del diagrama de estados.

Estado actual

Estado siguiente

Q2

Q1

Q0

Q2

Q1

Q0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

1

1

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

1

0

0

0

Paso 3 –Tabla de transiciones de los Flip-Flops
Se enumeran todas las posibles transiciones de salida, mostrando como evoluciona la
salida Q del flip-flop al pasar de los estados actuales a los estados siguientes. Qn es el
estado presente en el flip-flop (antes de un impulso de reloj) y Qn+1 es el estado
siguiente (después de un impulso de reloj).
El número de variables de estado va a coincidir con elnumero de flip-flops que vamos a
utilizar. En nuestro ejemplo utilizamos 3 variables d estado, por lo tanto, 3 flip-flops.
Tomamos un tabla de transiciones para un FF-JK:

Transiciones de
salida

Entradas del
flip-flop

Qn

Qn+1

J

K

0

0

0

X

0

1

1

X

1

0

X

1

1

1

X

0

Las salidas siempre coinciden con el estado actual en los contadores.

Paso 4 – Mapas de Karnaugh
Utilizando la tablade transiciones del FF-JK, se debe utilizar un mapa de Karnaugh para la
entrada J y otro para la entrada K de cada flip-flop.
Estado actual

Estado siguiente

Entradas del flip-flop

Q2

Q1

Q0

Q2

Q1

Q0

J2

K2

J1

K1

J0

K0

0

0

0

0

0

1

0

X

0

X

1

X

0

0

1

0

1

0

0

X

1

X

X

1

0

1

0

0

1

1

0

X

X

0

1

X

0

1

1

1

0

0

1

X

X

1

X

1

1

0

0

1

0

1

X

00

X

1

X

1

0

1

1

1

0

X

0

1

X

X

1

1

1

0

1

1

1

X

0

X

0

1

X

1

1

1

0

0

0

X

1

X

1

X

1

Habrá que realizar tantos mapas de Karnaugh como entradas de flip-flops.

Paso 5 – Expresiones lógicas para las entradas de los flip-flops

Q1Q0

Q1Q0

00

01

11

10

0

0

0

1

0

1

X

X

X

X

Q2

00

01

11

10

0

X

X

X

X

1

0

0

1

0

Q2

J2=Q1Q0

K2=Q1Q0
Q1Q0

Q1Q000

01

11

10

0

0

1

X

X

1

0

1

X

X

Q2

00

01

11

10

0

X

X

1

0

1

X

X

1

0

Q2

J1=Q0

K1=Q0

Q1Q0

Q1Q0

00

01

11

10

0

1

X

X

1

1

1

X

X

1

Q2

J0=1

00

01

11

10

0

X

1

1

X

1

X

1

1

X

Q2

K0=1

Paso 6 – Implementación del contador.

Análisis de un contador de 3 bits
con flip-flops JK.
• Paso 1. Determinar el número de estados.
En nuestro ejemplo, comotenemos 3 flipflops, tenemos N=3 variables de estado
Y2Y1Y0, por lo tanto, tenemos 2n=8
estados. Utilizaremos la codificación típica
binaria.

Variables de estado
Estados

Y2

Y1

Y0

S0

0

0

0

S1

0

0

1

S2

0

1

0

S3

0

1

1

S4

1

0

0

S5

1

0

1

S6

1

1

0

S7

1

1

1

• Paso 2.- Extraemos las funciones lógicas
J =Q Q
K =Q Q
del circuito.
2

1

0

2

1

J1=Q0

K1=Q0

K0=1J0=1

0

•

Paso 3.- Realizamos una tabla en donde las filas se sitúa cada estado
descrito mediante su codificación en binario en las variables de estado, y
en cada columna cada posible combinación de valores lógicos en las
entradas del circuito. Cada casilla de la tabla se va a rellenar con el valor
de las entradas de cada flip-flop (en subcolumnas), obteniéndolas a partir
de las funciones del...