LABORATORIO 5 CIRCUITOS CONTADORES CON FLIP FLOPS

LABORATORIO N°5

CIRCUITOS CONTADORES CON FLIP FLOPS

I.                   CAPACIDAD TERMINAL:

•           Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
•           Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
•           Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

II.                COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN:

•           Implementación de circuitos monoestables.
•           Implementación de circuitos contadores con Flip Flops JK.
•           Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

III.             CONTENIDOS A TRATAR:

•           Circuitos Monoestables
•           Circuitos Contadores Ascendentes y Descendentes.
•           Aplicaciones con circuitos contadores.

IV.             RESULTADOS:

•           Diseñan sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.

V.                TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO

1. Determine la Ecuación Lógica y la Tabla de Verdad del circuito mostrado.

R	S	Q
0 0 0 1 1	0 1 0 0 1	0 1 1 0 1

2.  Compruebe en simulación el comportamiento de los circuitos mostrados.

3.   Armar circuito en el ENTRENADOR y verificar resultados. 

4. Conecte 4 flip flops de la forma mostrada para formar un CONTADOR, compruebe su        funcionamiento implementando de forma física. Agregue un Decodificador de BCD a 7 segmentos. Utilice los bloques mostrados:

5.   Reemplace los Flips Flops con un contador integrado Ascendente / Descendente, compruebe funcionamiento en ambos sentidos. Utilizar los bloques mostrados:

MARCO TEÓRICO:

LATCHES 

•           El Latch (cerrojo) es un dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (biestable). 
•           Almacenan información en forma asíncrona 
•           Con Latches se pueden hacer directamente circuitos secuenciales o se pueden usar para crear Flip-Flop.

LATCH SR (SET-RESET) 

-          Elemento de memoria más sencillo 

-          Es un biestable con un estado SET y otro de RESET (puesta a 1 y a 0)

Se tiene dos versiones:
Latch S-R con entrada activa en ALTO

Se tiene dos versiones:
Latch S R con entrada activa en BAJO.

Símbolo Lógico para los Latches

APLICACIÓN:

Si se aplica las formas de onda a las entradas del Latch, determinar la forma de
onda que se observara en la salida. Considere Q inicialmente en estado BAJO.

El diseño del circuito queda de esta forma:

La tabla de verdad para este circuito es la siguiente:

FLIP-FLOPS

•  Dispositivos síncronos (cambia de estado únicamente en un instante 
•   Especifico de una entrada de disparo denominado reloj) 
•   Los cambios de salida se producen sincronizadamente con el reloj 
•   Los Flip-flops son sensitivos a la transición del pulso de reloj más que a la duración.
•   Los circuitos secuenciales básicos que funcionan también como unidades de memoria elementales se denominan multivibradores biestables (por tener dos estados estables –alto y bajo-), también conocidos como Flip- Flops. 
•  Son capaces de memorizar un bit de información. 
•  Existen varios tipos de Flip-flops y variaciones de estos que permiten realizar funciones específicas, dependiendo de la aplicación.

Cambia de estado con:

• Sus entradas S (set) y R (reset) se denominan entradas síncronas. 
•  El cambio de estado se efectúa en el flanco de disparo de un impulso de reloj.
•  Las entradas S y R se pueden cambiar en cualquier instante en que la entrada del reloj este a nivel ALTO o nivel BAJO (excepto durante un breve instante de tiempo en las proximidades de las transiciones de disparo de reloj) sin que varíe la entrada.

APLICACIÓN:

Determinar la forma de onda Q, si se aplican las entradas mostradas a un
flip-flop disparado por flanco negativo. Suponer que inicialmente se encuentra en estado RESET.

•  Es el más versátil y es uno de los tipos de Flip-flops más utilizados. 
•  La entrada J realiza la función SET y la entrada K la función  RESET. 
•  No tiene “Condiciones no validas” (J y K pueden ser “1” simultáneamente).

Funcionamiento del FLIP-FLOP J K disparado por flanco positivo

APLICACIÓN:

Determinar la forma de onda Q, si se aplican las entradas mostradas a un flip-flop JK disparado por flanco positivo. Suponer que inicialmente se encuentra en estado RESET.

VIDEO:

OBSERVACIONES:

• Cada circuito forma un flip-flop básico del cual se pueden construir uno más complicado. 
• Cada flip-flop tiene dos salidas, Q y Q´ y dos entradas S (set) y R (reset). Este tipo de flip-flop se llama Flip-Flop RS acoplado directamente o bloqueador SR (SR Latch). Las letras R y S son las iniciales de los nombres en de las entradas (reset, set). 
• El flip-flop J-K se considera como el FF universal, tiene dos entradas para datos etiquetadas como J y K así como otra para el pulso de reloj(CK) 
• El flip flop es uno de los más usados en los circuitos digitales, y de hecho es parte fundamental de muchos circuitos avanzados como contadores y registros de corrimiento, que ya vienen integrados en un chip.
• No hubo dificultad al momento de realizar nuestro circuito esto fue debido a que nuestro display se encontraba en buen estado, ya que los otros displays estaban en mal estado.

CONCLUSIONES:

•           Concluimos que los LATCH son la base de los FLIP FLOP, que haciendo modificaciones en éstos lograremos distintos tipos de FLIP FLOP. 
•           Las configuraciones de MAESTRO-ESCLAVO son usadas en situaciones en la que se ve un riesgo de secuencia en la transferencia de datos, actualmente, la mayoría de CI no presentan esta dificultad, por lo cual ya no se usa mucho. 
•           Podemos concluir que un circuito flip-flop puede mantener un estado binario indefinidamente hasta que se cambie por una señal de entrada para cambiar estados. La principal diferencia entre varios tipos de flip-flops es él número de entradas que poseen y la manera en la cual las entradas afecten estado binario. 
•           Se mencionó que un circuito flip-flop puede estar formado por dos compuertas NAND o dos compuertas NOR.
•           Se implemento circuitos de lógica combinacional y secuencial.
•           El "Flip-flop" es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados, que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial.

¿Que he aprendido en esta experiencia?

El flip flop es un dispositivo de dos estados (biestables), que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Los Flip-flops son ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas “registros”, para el almacenamiento de datos numéricos binarios.

Son dispositivos con memoria más comúnmente utilizados. 

Sus características principales son:

•           Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
•           Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
•           Tienen una o más entradas que pueden causar que el estado del Flip-Flop cambie.

INTEGRANTES:

•           CALLOAPAZA TORRES, Cristhian
•           CALIZAYA FUERTES, Javier
•           AGUILAR USCA, Alex Wladimir