ELEMENTOS DE MEMORIA Y FLIP-FLOPS
La electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones.
Aunque los circuitos electrónicos podrían parecer muy complejos, en realidad se construyen de un número muy grande de circuitos muy simples. En un circuito lógico digital se transmite información binaria (ceros y unos) entre estos circuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de bloques de circuitos simples.
La información binaria se representa en la forma de: (ver gráficos arriba)
- "0" ó "1",
- "abierto" ó "cerrado" (interruptor),
- "On" y "Off",
- "falso" o "verdadero", etc.
Los circuitos lógicos se pueden representar de muchas maneras. En los circuitos de los gráficos anteriores la lámpara puede estar encendida o apagada ("on" o "off"), dependiendo de la posición del interruptor. (apagado o encendido)
Los posibles estados del interruptor o interruptores que afectan un circuito se pueden representar en una tabla de verdad.
Circuitos Biestables - Parte I
Los circuitos biestables son muy conocidos y empleados como elementos de memoria, ya que son capaces de almacenar un bit de información. En general, son conocidos como Flip-Flop y poseen dos estados estables, uno a nivel alto (1 lógico) y otro a nivel bajo (cero lógico
Perdón, me estaba olvidando de un pequeño detalle, es posible que al presionar el pulsador se produzcan rebotes eléctricos, es como haberlo presionado varias veces, y sí... los resultados serán totalmente inesperados, así que lo de los cablecitos para probar estos circuitos no nos servirán de mucho, es conveniente utilizar un pulso de reloj para realizar estas pruebas
Por lo general un Flip-Flop dispone de dos señales de salida, una con el mismo valor de la entrada y otra con la negación del mismo o sea su complemento.
Primero lo básico, como siempre, y luego lo enredamos un poco más.
Perdón, me estaba olvidando de un pequeño detalle, es posible que al presionar el pulsador se produzcan rebotes eléctricos, es como haberlo presionado varias veces, y sí... los resultados serán totalmente inesperados, así que lo de los cablecitos para probar estos circuitos no nos servirán de mucho, es conveniente utilizar un pulso de reloj para realizar estas pruebas
Por lo general un Flip-Flop dispone de dos señales de salida, una con el mismo valor de la entrada y otra con la negación del mismo o sea su complemento.
Primero lo básico, como siempre, y luego lo enredamos un poco más.
FLIP FLOP BÁSICO RS
Se puede construir uno fácilmente utilizando dos compuertas NAND o NOR conectadas de tal forma de realimentar la entrada de una con la salida de la otra, quedando libre una entrada de cada compuerta, las cuales serán utilizadas para control Set y Reset...
Las resistencias R1 y R2 utilizadas en ambos casos son de 10k y las puse solamente para evitar estados indeterminados, observa el circuito con compuertas NOR... Un nivel alto aplicado en Set, hace que la salida negada ~Q sea 0 debido a la tabla de verdad de la compuerta NOR, al realimentar la entrada de la segunda compuerta y estando la otra a masa, la salida normal Q será 1. Ahora bien, esta señal realimenta la primer compuerta, por lo tanto no importan los rebotes, y el FF se mantendrá en este estado hasta que le des un pulso positivo a la entrada Reset
Conclusión: El biestable posee dos entradas Set y Reset que trabajan con un mismo nivel de señal, provee dos salidas, una salida normal Q que refleja la señal de entrada Set y otra ~Q que es el complemento de la anterior.
Si comparas los dos flip-flop representados en el gráfico, verás que sólo difieren en los niveles de señal que se utilizan, debido a la tabla de verdad que le corresponde a cada tipo de compuerta.
Conclusión: El biestable posee dos entradas Set y Reset que trabajan con un mismo nivel de señal, provee dos salidas, una salida normal Q que refleja la señal de entrada Set y otra ~Q que es el complemento de la anterior.
Si comparas los dos flip-flop representados en el gráfico, verás que sólo difieren en los niveles de señal que se utilizan, debido a la tabla de verdad que le corresponde a cada tipo de compuerta.
FLIP FLOP RS - Controlado por un pulso de reloj:
En este caso voy a utilizar el ejemplo de las compuertas NAND, pero le agregaremos dos compuertas mas, y uniremos la entrada de cada una a una señal de Reloj...
Lo dicho mas arriba, necesitamos un generador de pulsos (Astable) para conectarlo en la entrada Clock, una vez lo tenemos pasamos a interpretar el circuito...
Si pones un 0 en Set y la entrada Clock está a 1 ocurrirá todo lo que se describe en el esquema anterior, veamos que ocurre cuando Clock pasa a 0...
Si pones un 0 en Set y la entrada Clock está a 1 ocurrirá todo lo que se describe en el esquema anterior, veamos que ocurre cuando Clock pasa a 0...
el FF se mantiene sin cambios en Q y ~Q. Fíjate que ahora no importa el estado de Set y Reset, esto se debe a su tabla de verdad (basta que una de sus entradas sea 0 para que su salida sea 1) por lo tanto Set y Reset quedan inhabilitadas.
Es decir que se leerán los niveles de Set y Reset sólo cuando la entrada Clock sea 1.
NOTA 1: El primer circuito que vimos (Flip-Flop simple) es llamado Flip-Flop Asíncrono ya que puede cambiar el estados de sus salidas en cualquier momento, y sólo depende de las entradas Set y Reset.
NOTA 2: El segundo circuito es controlado por una entrada Clock y es llamado Flip-Flop Síncrono ya que el cambio de estado de sus salidas esta sincronizado por un pulso de reloj que realiza la lectura de las entradas en un determinado instante.
Es decir que se leerán los niveles de Set y Reset sólo cuando la entrada Clock sea 1.
NOTA 1: El primer circuito que vimos (Flip-Flop simple) es llamado Flip-Flop Asíncrono ya que puede cambiar el estados de sus salidas en cualquier momento, y sólo depende de las entradas Set y Reset.
NOTA 2: El segundo circuito es controlado por una entrada Clock y es llamado Flip-Flop Síncrono ya que el cambio de estado de sus salidas esta sincronizado por un pulso de reloj que realiza la lectura de las entradas en un determinado instante.
