Introducción a los Circuitos Lógicos Secuenciales

5. INTRODUCCION A LOS CIRCUITOS LOGICOS SECUENCIALES
Los circuitos combinatorios son aquellos cuyo nivel de salida depende únicamente de los
niveles presentes en la estrada en ese instante, es decir no tienen memoria. La mayoría de los
sistemas digitales están constituidos por elementos combinatorios y elementos de memoria.
En la figura 5.1 se muestra un diagrama a bloques para un sistemadigital general.

Figura 5.1 Diagrama genérico de un sistema digital

5.1 Flip - flops
El elemento más importante de una memoria es el flip-flop (FF), que está formado por un
conjunto de compuertas y cuyo símbolo se muestra en la figura 5.2. Puede tener una o más entradas,
que provocan la transición hacia atrás y hacia delante (“flip-flop”) de sus estados de salidas ( Q y Q ),
que soninversas entre sí.

Figura 5.2 Símbolo general y salidas posibles de un flip-flop.
Un FF también es conocido con el nombre de registro básico o multivibrador biestable.

5.1.1 Registro básico con compuertas NAND
El circuito mostrado en la figura 5.3(a) es conocido como registro básico de compuertas

NAND. Las dos compuertas NAND están conectadas de tal forma que la salida de la NAND-l sea laentrada de la NAND-2 y viceversa. Las salidas de las compuertas, marcadas como Q y Q ,
respectivamente, son las salidas del registro básico. La figura 5.3 (b) muestra su símbolo simplificado.

Figura 5.3 Registro básico de compuertas NAND
La operación de este circuito está definida por el estado de sus entradas, y es la siguiente:
ESTABLECER = RESTABLECER = 0. Inválido. Esta condición trataráde iniciar y borrar el registro en
forma simultánea, puede provocar resultados ambiguos.
ESTABLECER = 0, RESTABLECER = 1. Establecimiento del registro. Este estado ocasionará que Q pase
al estado alto, donde permanecerá aún si restablecer regresara al estado alto.
ESTABLECER = 1, RESTABLECER = 0. Restablecimiento o reinicio del registro. Llevará la salida Q al
estado bajo, donde permaneceráaún después de que BORRAR regrese a ALTO.
ESTABLECER = RESTABLECER = 1. Condición de estado normal. No tiene ningún efecto sobre las
salidas, Q y Q permanecerán en el estado que se encontraban antes de presentarse esta condición.
Lo anterior puede resumirse en la tabla 5.1.
ESTABLECER

RESTABLECER

Q

0

0

Inválido

0

1

1

1

0

0

1

1

Sin cambio

Tabla 5.1Tabla de verdad del registro básico NAND

5.1.2 Registro básico con compuertas NOR
Dos compuertas NOR conectadas transversalmente se utilizan cono un registro básico NOR. Es
similar al registro básico NAND, sólo que las salidas Q y Q tiene posiciones invertidas. Su circuito y
el bloque equivalente se muestran en la figura 5.4.

Figura 5.4 Circuito (a) y bloque equivalente (b) de un registrobásico NOR
Su operación, análoga a la del registro NAND, se resume en la tabla 5.2
ESTABLECER

RESTABLECER

Q

0

0

Sin cambio

0

1

0

1

0

1

1

1

Inválido

Tabla 5.2 Tabla de verdad del registro básico NOR

5.1.3
flip5.1.3 Señales de reloj y flip-flops sincronizados por reloj
Los sistemas digitales pueden operar en forma asíncrona o síncrona. En los sistemasasíncronos, las salidas de circuitos 1ógicos pueden cambiar de estado en cualquier momento en que
una o más de las entradas cambie.
En los sistemas síncronos, el momento exacto en que alguna salida puede cambiar de estado
se determina por una señal que comúnmente se denomina reloj. Esta señal del relojes una serie de
pulsaciones rectangulares o cuadradas, como se muestra en la figura 5.5.Estos circuitos son más
sencillos de diseñar y reparar.

Figura 5.5 Señal de reloj.
Muchas, si no todas, las salidas del sistema pueden cambiar de estado sólo cuando el reloj
hace una transición. Las transiciones (también denominadas flancos) se indican en la figura 5.15.
Cuando el reloj cambia de O a 1, a ésta se le denomina transición con pendiente positiva (TPP);
cuando el reloj pasa...