Señales de Reloj (CLOCK) y FF controlados por Reloj


Señales de Reloj (CLOCK) y FF controlados por Reloj
Hasta ahora hemos visto que un Registro Básico tiene dos variables de entrada y responde de manera predecible a ellas, pero ¿Qué podíamos hacer si necesitáramos otra variable de control? ¿Cómo podríamos hacer que el registro actúe cuando sea conveniente para nosotros, y no al momento de cambiar sus entradas?

Todos los sistemas digitalestienen básicamente dos formas de operación:
Operación en modo ASÍNCRONO.
En este modo, las salidas cambian de manera automática siguiendo las órdenes de las entradas.
Operación en modo SÍNCRONO. En este modo, las salidas cambian siguiendo las ordenes de las entradas, pero sólo cuando una señal de control, llamada RELOJ (CLOCK, CLK, CP) es aplicada al registro.
Los circuitos digitales ASÍNCRONOSson muy complicados en lo que a diseño y reparación se refiere, ya que, al encontrarnos con una falla en un circuito de 10 registros interconectados, el rastreo de los cambios en todas las compuertas nos provocaría un severo dolor de cabeza.
Los circuitos digitales SÍNCRONOS son más fáciles de diseñar y reparar, debido a que los cambios de las salidas son eventos "esperados" (ya que fácilmentepodemos saber el estado de cada una de las entradas o salidas sin que estas cambien repentinamente), y los cambios dependen del control de una sola señal aplicada a todos los registros, la señal de RELOJ.
La señal de reloj es una onda cuadrada o rectangular, los registros que funcionan con esta señal, sólo pueden cambiar cuando la señal de reloj hace una transición, También llamados "flancos", porlo tanto, la señal de reloj sólo puede hacer 2 transiciones (o Flancos):
La Transición con pendiente positiva (TPP) o Flanco positivo (FP).
Es cuando la señal de reloj cambia del estado BAJO al estado ALTO.
La Transición con pendiente negativa (TPN) o Flanco Negativo (FN).
Es cuando la señal de reloj cambia del estado ALTO al estado BAJO.
Principales características de los FF sincronizadospor Reloj.
Todos los FF cuentan con una entrada con el rótulo (RELOJ, CLOCK, CLK, CP) y un distintivo círculo para saber como debe ser la señal activa. Los que no tienen círculo, son sincronizados por una TPP, los que cuentan con un círculo son sincronizados por una TPN.
Todos los FF cuentan con entradas de control, que determinan el cambio que van a tener las salidas, al igual que en losRegistros básicos, pero estas entradas no pueden modificar las salidas arbitrariamente, sólo podrán hacerlo cuando el FF reciba su transición activa.
Resumiendo, Las entradas de control del FF nos permiten saber cómo van a cambiar las salidas, pero sólo la señal de Reloj podrá hacer efectivo este cambio.
Flip Flop tipo "J-K"
Este FF cuenta con dos entradas de datos J y K, su función es en principio lamisma que el Registro básico NAND o NOR, pero con la diferencia que la condición en las entradas J = 1, K = 1, a diferencia del Registro NAND, que generaría una salida errónea o no deseada, en un FF J-K, obliga a las salidas a conmutar su estado al opuesto (Toggle) a cada pulso del reloj. Esto lo convierte en un tipo de FF muy versátil.
Tabla de verdad de un FF tipo J-K síncrono.Observando la tabla de verdad observamos los cambios que provoca en sus salidas este FF:
Si J y K = 0, no hay cambios en las salidas.
Si J = 1, y K = 0, se forzan las salidas a Q = 1, /Q = 0
Si J = 0, y K = 1, se forzan las salidas a Q = 0, /Q = 1
Si J = 1, y K = 1, las salidas conmutan su estado hacia el siguiente a cada pulso del reloj (Toggle)

Flip Flop tipo "D" (Datos, Data)
A diferencia delos FF tipo J-K, el FF tipo "D" (Datos, Data) sólo cuneta con una entrada para hacer el cambio de las salidas. A cada pulso del reloj (dependiendo si el FF utiliza una TPP o una TPN) el estado presente en la entrada "D" será transferido a la salida Q y /Q.

Tabla de verdad de un FF tipo "D"


Una de las aplicaciones de mayor uso para este tipo de FF es al de la transferencia de datos de forma...