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T-3 “Lógica Secuencial. Registros de Desplazamiento y Contadores”

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TEMA - 3
LÓGICA SECUENCIAL.
REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Y CONTADORES.

1.- Introducción.
Hemos visto que en la lógica combinacional las salidas están determinadas sólo por los
estados existentes en las entradas. En la lógica secuencial sin embargo, las salidas están
determinadas no sólo por las entradas sino tambiénpor la secuencia de entradas que
condujeron al estado existente, las que precedieron. En otras palabras el circuito posee
memoria.
La Figura 3-1 muestra un sistema secuencial general, la salida en cualquier momento
está determinada por las entradas presentes y por la información almacenada en los elementos
de memoria. La información almacenada en la memoria determina el estado del circuito.La mayoría de los sistemas digitales requieren la función de almacenamiento, cuyo
objetivo es mantener los datos binarios durante un periodo de tiempo. Algunos dispositivos de
almacenamiento se usan para almacenamiento temporal y otros para almacenamiento
permanente y pueden memorizar un bit o un grupo de bits.

Entradas

Lógica
combinacional

Salidas

Elementos
de
memoria
Figura3-1. Esquema general de un sistema secuencial.

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T-3 “Lógica Secuencial. Registros de Desplazamiento y Contadores”

Algunos tipos comunes de dispositivos de almacenamiento son: flip-flops, registros,
memorias semiconductoras, discos magnéticos, cintas magnéticas y discos ópticos. En este
capítulo estudiaremos los circuitos biestables (flip-flops, latches y registros) y el tema 5describiremos los tipos de memorias semiconductoras.
El flip-flop1 es un circuito lógico biestable, es decir posee dos estados estables,
denominados SET (‘1’ o activación) y RESET (‘0’ o desactivación), en los cuales se puede
mantener indefinidamente, lo que permite el almacenamiento de un bit. Los flip-flops se
implementan con puertas lógicas y son los bloques básicos de construcción de contadores,registros y otros circuitos de control secuencial. También se emplean en ciertos tipos de
memorias.
Un registro se forma combinando varios flip-flops de manera que se puedan almacenar
grupos de bits. Por ejemplo un registro de 8 bits se construye a partir de 8 flip-flops. Además de
almacenar bits los registros se pueden emplear para desplazar los bits de una posición a otra
dentro del propioregistro o fuera del mismo. Estos dispositivos reciben el nombre de registros
de desplazamiento y los veremos en secciones posteriores.
Los circuitos secuenciales se pueden dividir en síncronos y asíncronos.
1. Síncronos: las entradas, salidas y los estados internos se muestrean en instantes
de tiempo definidos que son controlados por una señal de reloj.
2. Asíncronos: los circuitos respondena cambios en las entradas que se pueden
producir en cualquier momento.

2. Biestables sensibles por nivel o latches.
El latch es un tipo de dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados
(biestable).

2.1.- Biestable R-S con puertas NOR.
El latch R-S (Reset-Set) con entrada activa a nivel alto es un tipo de dispositivo lógico
biestable con dos salidas Q Q (una la complementaria dela otra), compuesto de dos puertas
NOR acopladas tal y como muestra la Figura 3-2. Se puede observar que la salida de cada
puerta NOR se conecta a la entrada de la puerta opuesta.
R

Q

Q

Q

S

NOR
A
0
0
1
1

B
0
1
0
1

Q

Figura 3-2. Latch R-S con entrada activa a nivel alto.

1

S
1
0
0
0

S

R

Qn

Qn

0
0
1
1

0
1
0
1

Qn −1
0
1
0Qn −1
1
0
0

Sin cambio
RESET
SET
Ambiguo

Qn-1 estado anterior
Qn salida

La diferencia básica entre latches y flip-flops es la manera en que cambian de un estado a otro.

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T-3 “Lógica Secuencial. Registros de Desplazamiento y Contadores”

El funcionamiento del latch R-S con entrada activa a nivel alto se deriva del
comportamiento de la puerta NOR (ver tabla de verdad de...