DISEÑO DE CIRCUITO SEC
Diseño de Circuitos Secuenciales conflip-flopsD
El diseño del circuito de la figura 7.2.3 se hizo con flip-flops JK. En esta sección veremos como se realiza el diseño de circuitos secuenciales mediante el uso de flip-flopstipo D.
A diferencia de las entradas de los flip-flops JK, las entradas en los flip-flops D corresponden exactamente a los estados siguientes. Por esta razón en la tabla de estado no se requiere una columna independiente para las excitaciones. En el siguiente ejemplo se verá como realizar el diseño de circuitos secuenciales con flip-flops D.
Contadores y Registros
Los contadores digitales son elementos importantes de muchos sistemas digitales. Además de efectuar la función obvia de contar, tienen la capacidad de integrarse en equipos para la medición digital de cantidades como tiempo, velocidad, frecuencia y distancia, entre otras. Los contadores encuentran también usos muy difundidos en la instrumentación digital.
Los registros son dispositivos que almacenan temporalmente un conjunto de datos en forma de palabras binarias. Por lo general tienen tamaños de 8, 16, o 32bits, y se encuentran conformados por un conjunto de flip-flops, en los cuales se almacena la información. Estos dispositivos son empleados en los computadores para almacenar temporalmente datos, con los cuales se realizan operaciones binarias.
Contadores de Propagación
Los contadores digitales o binarios en esencia son un grupo de flip-flopsdispuestos de tal manera que sus salidas proporcionan una secuencia determinada como respuesta a los acontecimientos que ocurren a la entrada del reloj. Estos acontecimientos pueden ser por lo general pulsos de reloj (sincrónicos) o acontecimientos aleatorios (asincrónicos) alimentados como entradas por la terminal de reloj de los flip-flops. Los contadores de propagación se basan en este último principio para generar secuencias binarias que cambian como respuesta a eventos.
Para conformar un contador de n bitssolo basta tener n flip-flops, uno para cada bitde información. A continuación se dará una descripción sobre la estructura y funcionamiento de los contadores de propagación más comunes en lógica secuencial.
Contadores Sincrónicos
El inconveniente que se presenta con los contadores de propagación de la lección anterior, consiste básicamente en que no todos los flip-flopscambian simultáneamente con la señal del reloj. Los contadores asincrónicos deben esperar que la señal se propague desde el primerflip-flopque representa el bitmenos significativo hasta el flip-flopdel bitmas significativo.
En los contadores sincrónicos a diferencia de los contadores de propagación o asíncronicos, la señal de reloj se aplica simultáneamente a todos los flip-flops. Estos contadores por lo general tienen más circuitería que los contadores de propagación y están conformados por flip-flops J-K.
Ejemplos de Contadores en Circuito Integrado
En el comercio existen varios contadores en circuito integrado que aparte de realizar la función de generar secuencias binarias, tiene otras funciones adicionales que generalmente tienen que ver con la configuración y modo de funcionamiento. Entre las funciones que se pueden encontrar en estos cirsuitos integrados se encuentran opciones de selección de secuencia ascendente o descendente, borrado así como inicialización entre otras.
A continuación se presenta una lista de algunos contadores en circuito integrado de uso difundido en Electrónica Digital, con una descripción detallada de sus pines.
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Nombre |
Imagen |
Terminales |
Descripción |
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Contador Binario Decadal Up/Down |
PE |
(PresetEnable): Esta entrada se utiliza para cargar los datos Pi en las salidas Qi |
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P0...P3 |
(Presets): Entradas de fijación. Se utilizan en forma conjunta con PE |
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Q0...Q3 |
(Quits): Salidas binarias |
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C.I' |
(Carry In). Entrada para detener la secuencia. En 0 Cuenta, en 1 se detiene |
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C.O' |
(CarryOut). Salida para indicar rebasamiento. 0 sin acarreo, 1 con acarreo |
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B/D |
(Bin/Dec): Selección del tipo de funcionamiento. 1 Binario, 0 decadal |
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U/D |
(Up/Down): Entrada de selección de secuencia. 1 Ascendente, 0 descendente |
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Vdd, Gnd |
Alimentación |
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Contador Binario (14 bits) |
Q1 ... Q13 |
(Quits): Salidas Binarias |
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RES |
(Reset): Entrada de Borrado |
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INP |
(Input): Entrada Asincrónica para incremento del contador |
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Vdd, Gnd |
Alimentación |
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Contador Binario (12 bits) |
Q0 ... Q11 |
(Quits): Salidas binarias |
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CLK |
(Clock): Entrada de reloj |
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RES |
(Reset): Entrada de Borrado |
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Vdd, Gnd |
(Voltaje, Ground): Alimentación |
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Contador Decadal (4 bits) |
CLR' |
(Clear): Entrada de borrado, en cero inicializa todas las salidas a cero |
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CLK |
(Clock): Entrada de Reloj |
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A, B, C, D |
Entradas de Datos Paralelo |
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ENP, ENT |
Entradas de Sostenimiento |
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LD' |
(Load'): Entrada de habilitación de carga de datos. Se usa de forma conjunta con las entradas A, B, C, D |
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QA, QB, QC, QD |
(Quits): Salidas |
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RCO |
Salida de Rebasamiento. Cuando el contador llega al último dígito se genera un acarreo (1) |
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Contador Binario (4 bits) |
CLR' |
(Clear): Entrada de borrado, en cero inicializa todas las salidas a cero |
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CLK |
(Clock): Entrada de Reloj |
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A, B, C, D |
Entradas de Datos Paralelo |
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ENP, ENT |
Entradas de Sostenimiento |
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LD' |
(load): Entrada de habilitación de carga de datos. Se usa de forma conjunta con las entradas A, B, C, D |
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QA, QB, QC, QD |
(Quits): Salidas |
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RCO |
Salida de Rebasamiento. Cuando el contador llega al último dígito se genera un acarreo (1) |
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Contador Decadal Up/Down (4 bits) |
D0, D1, D2, D3 |
Entradas Paralelo |
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CTEN' |
(CountEnable'): Entrada de habilitación para el contador |
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D/U' |
(Down/Up'): entrada de selección de la secuencia, ascendente o descendente |
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Q0, Q1, Q2, Q3 |
(Quits): salidas binarias |
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LD' |
(load): entrada de carga de los datos presentes en D0...D3 |
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M/m |
(Max/\): salida de señalización de rebasamiento del contador. En 1 indica que hay carry al rebasar el número 1001 en modo ascendente o cuando alcanza el 0000 en modo descendente. |
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RCO |
Salida de propagación para conexión en cascada con otros contadores |
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CLK |
(Clock): entrada de reloj |
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VDD, GND |
Alimentación |
Tabla 6.3.1. Contadores en Circuito Integrado