Preparatoria

Tema 6. Elementos Lógicos
Secuenciales
Circuitos asíncronos/síncronos. Latch S-R.
Flip-flops de tipo “clocked-latch”. Flip-flops D, T, J-K.
Conversiones entre flip-flops.
Estructuras de reloj síncrono: “master-slave”,
disparados por flanco”.
• Circuitos electrónicos. Temporizadores. Introducción a
las Memorias.
•
•
•
•

Elementos Lógicos Secuenciales
• Hasta ahora se han estudiadocircuitos combinacionales, en los que las
salidas son función instantánea del valor de las entradas. Con estos
circuitos no es posible plantear ciertas aplicaciones, por ejemplo un
contador: un circuito en el que sus salidas siguen una secuencia fija
que cuando acaba vuelve a empezar. La definición lógica de este
circuito ni siquiera tiene entradas ya que la salida depende de si misma.
•Los circuitos combinacionales no sirven para resolver este tipo de
problemas. Se necesitan circuitos con “memoria” capaces de recordar o
almacenar datos lógicos. Esta memoria se consigue mediante
realimentaciones en los circuitos digitales y, normalmente, mediante el
uso de unos elementos lógicos específicos de almacenamiento: los flipflops.
Entradas
Entradas

Salidas

LógicaCombinacional

Salidas

Lógica
Combinacional
FFs

Elementos Lógicos Secuenciales
• Existen modelos matemáticos para el análisis de estos circuitos.
Utilizan a nivel de comportamiento el concepto de “estado” del circuito,
codificado en binario en variables de estado realimentadas, y que
evoluciona según el estado actual y las entradas. Estos circuitos se
llaman secuenciales, ya que sufuncionamiento depende de la
secuencia de entrada. Existen dos grupos de circuitos secuenciales:
Asíncronos: evolucionan a
cada cambio de entrada, las
realimentaciones son directas
y el modelo matemático es
complicado y restrictivo (sólo
cambia una entrada cada
vez).

Síncronos:
el
circuito
sólo
evoluciona al cambiar una señal
específica
de
reloj.
Las
realimentaciones se realizan a
travésde flip-flops controlados
por el reloj. El modelo matemático
es sencillo y con pocas
restricciones temporales.
x1

x1

DQ

Z

C

x2
Clk

DQ
CQ

Z

Latch S-R
• El término “latch” (cerrojo) referencia un elemento lógico secuencial
biestable en el que todas las entradas del circuito actúan por nivel: el
circuito opera según los valores 0 ó 1, en las entradas.
El término“flip-flop” es un término más general que referencia a los
elementos lógicos capaces de tener dos estados estables (biestables),
y que incluye a elementos lógicos con entradas que actúan por flanco o
transiciones 0->1 (flanco positivo), ó 1->0 (flanco negativo).
• El “latch S-R” es un biestable que contiene las operaciones básicas
para realizar un circuito secuencial. Al ser un circuitosecuencial las
operaciones indican el valor que tomará la salida al evolucionar Q+
(para indicar que es el nuevo valor) como una función de las entradas y
del valor actual de la salida del elemento Q. Las operaciones son:
Reset o puesta a 0: carga un 0 en la salida Q, Q+ = 0.
Set o puesta a 1: carga un 1 en la salida Q, Q+ = 1.
Mantenimiento del valor en la salida, Q+ = Q.
Estas tres operacionesnecesitan al menos dos entradas para
realizarse: la entrada S activa realiza la operación de Set, la entrada R
activa realiza la operación de Reset, ninguna de las dos entradas
activas mantienen el dato. El caso con las dos entradas S y R activas
no se considera.

Latch S-R
SR
SR
00
01
10
11

Q+
Q
0
1
Ø

Tabla de operación

Q

Q+

0
0
0
0
1
1
1
1

0
1
0
1
0
10
1

0
1
0
0
1
1
Ø
Ø

0
0
1
1
0
0
1
1

SR 00
Q
00
11

R

Q

11
Ø

10
1

0

Ø

1

Q+ = S + R Q

Tabla característica

S

01
0

Función o ecuación
característica
Q+ = F(S, R, Q)

Este método de diseño no
es totalmente correcto ya
que no se han usado
técnicas de diseño de
circuitos asíncronos.

Latch S-R
• El “latch S-R” estándar...