1. Latch SR con compuertas NOR y NAND, utilizar compuertas
74LS02 Y 74LS00LatchEl lacht o cerrojo es un dispositivolgicocapaz
de almacenar temporalmente dos estados debido a su sistema de
realimentacin
Lacth S R ( Set Reset)Existen dos tipos de latch S R, uno con
entrada activa en alto que compone de dos compuertas NOR y otro con
entrada se activa en bajo, formado por dos compuertas NAND. La
salida est conectada a la entrada de las compuertas, lo cual genera
la realimentacin o feedback.
TABLA DE VERDADEjercicio 1.1 Ejercicio 1.2 SR
00Estado sin cambio (memoria)
0101
1010
11Estado no utilizado (indefinido)
SR
00Estado no usado (indefinido)
0110
1001
11Estado sin cambio (memoria)
2. Cerrojo D obtenido a partir de un cerrojo SR; utiliza
compuertas 74LS02 Y 74LS04
El cerrojo D obtenido a partir del cerrojo SRPara conseguir un
cerrojo D a partir de un cerrojo SR, entre las entradas S y R del
cerrojo se intercala un inversor, provocando que la entrada D sea
igual a la entrada R, y la entrada S sea la negacin de D. Al
tratarse de un cerrojo (sin entradas de habilitacin o
sincronismos), al valor contenido en D se va a propagar lo ms rpido
posible a la salida, as que la utilidad del cerrojo D es tambin muy
reducida, si tenemos en cuenta que slo sirve como elemento de
retardo o como restaurador de seal (en casos de transmisiones de
seales digitales a travs de cables muy largos).
TABLA DE VERDADD
001
110
3. Cerrojo JK ,utilizar compuertas 74LS00
El cerrojo JK es un elemento secuencial muy utilizado en el
diseo de flip-flops JK, aunque por s solo tiene poco inters desde
el punto de vista de diseo de contadores y registros. El
inconveniente del cerrojo JK (y que no tienen sus hermanos mayores
los flip-flops) es que presenta un estado inestable o de constante
transicin, en el cual es imposible determinar el valor de su
salida. Es trabajo del alumno encontrar y explicar dicho estado
inestable.
TABLA DE VERDADJK
00Estado sin cambio(memoria)
0101
1010
11Estado no usado (Indefinido)
4. cerrojo D a partir de JK utilizar compuertas 74LS00 Y
74LS04El cerrojo D obtenido a partir del cerrojo JKEl cerrojo D es
el nico cerrojo til que es posible montar a partir de un cerrojo
JK, gracias a que nunca ocurre queJ=K=1. Posee una nica entrada
llamada D. Para conseguir este comportamiento, entre las entradas J
y K del cerrojo se intercala un inversor, provocando que la entrada
D sea igual a la entrada J, y la entrada K sea la negacin de D.
TABLA DE VERDADD
001
110
5. Cerrojo SR con entrada de reloj, utilizar compuertas
74LS00Las entradas S y R se denominan con frecuencia entradas de
datos, ya que la informacin presente en estos terminales determina
lo que se almacena en el cerrojo. Muchas veces resulta de utilidad
disponer de un mecanismo que nos permita conectar o aislar el
cerrojo con una fuente de datos, tal y como se muestra en la
figura. En este tipo de biestable tenemos tres entradas (S, R y la
seal de habilitacin EN). SiEN=0, entonces las dos puertas estn
inhabilitadas, y el estado del biestable no cambia. SiEN=1, se
habilitan las entradas del circuito, y segn sea su valor, as ser el
estado siguiente del biestable.
TABLA DE VERDADCKSR
100Estado sin cambio(memoria)
10101
11010
111Estado no usado (Indefinido)
6. Cerrojo con JK con entrada de reloj, utilizar compuertas
74LS00 Y 74LS10.Vamos ahora a estudiar una versin nueva del cerrojo
JK que posee una entrada de sincronizacin o de habilitacin. Esta
entrada se utiliza para sincronizar el cambio de estado en el
cerrojo (de acuerdo con los valores presentados en las entradas J y
K) con una seal externa que se introduce por su entrada EN
(ENable).El cerrojo JK con entrada de habilitacin es muy parecido
al cerrojo JK, salvo que las puertas de entrada (donde J y K
atacan) son ahora de 3 entradas para permitir as el uso de la seal
de habilitacin. Esta seal es muy importante porque si controlamos
la anchura de sus pulsos convenientemente, podemos construir un
flip-flop disparado por flanco a partir de nuestro intil cerrojo
JK. En una prctica posterior veremos cmo construirlo.
TABLA DE VERDADCKSR
100Estado sin cambio(memoria)
10101
11010
111Estado no usado (Indefinido)
7. Cerrojo SR con entradas de CK , Preset y Clear ;Utilizar
,74LS00,74LS02 Y 74LS08Este circuito tiene dos entradas asncronas
(PRESET y CLEAR) cuya funcin es colocar la salida del biestable a 1
0 asncronamente, es decir, independientemente del estado del
reloj.
TABLA DE VERDADPRESETCLEAR
00Estado sin cambio(memoria)
0101
1010
11Estado sin cambio(memoria)
Nota: cuando corremos el programa comprobamos que los valores
que tomen tanto S como R no influyen en gran manera en el
resultado, sin embargo los valores de Clear y del Preset si tienen
gran influencia, es por ese motivo que se plante la tabla de verdad
de ese modo, en funcin de Preset y Clear.La entrada de reloj hace
que los resultados no se puedan evaluar en forma definida, ya que
en ciertos momentos el led se enciende o parpadea, pero si se
cambia el estado del Preset y del Clear entonces se apaga y se
enciende definitivamente. Esto se debe a que la entrada de reloj
enva su seal en un tiempo indefinido, el cual no podemos medir a
simple vista.8. Cerrojo con entrada de Reloj, Preset y Clear
utilizar 74LS00 Y 74LS10El cerrojo JK, con entradas de habilitacin,
inicializacin y borrado es muy similar al cerrojo JK con slo
habilitacin. La nica diferencia consiste en que a las puertas de
salida entran sendas entradas asncronas que fuerzan el estado de
cerrojo, independientemente del valor de las entradas J, K y EN.
Las entradas asncronas de inicializacin y borrado son muy tiles en
la construccin de registros con estas propiedades.
TABLA DE VERDADPRESETCLEAR
00Estado no usado (Indefinido)
0110
1001
11Estado no usado (Indefinido)
Nota: Sucede lo mismo que en el caso 7, pero con resultados
inversos en la tabla de verdad.9. Flip Flop SR disparado por flanco
positivo, utilizar 74LS00 ,74LS04 Y 74LS08
Los flip-flops son dispositivos secuenciales sncronos (necesitan
una seal de reloj para funcionar), que se utilizan para almacenar
un bit de informacin. En concreto, los que son activos o disparados
por flanco de reloj (existe otra variedad que son activos por
nivel) son los ms utilizados en la construccin de contadores y
registros.El flip-flop SR disparado por flanco es muy parecido al
cerrojo SR con entrada de habilitacin.Como en ella se indic, la
entrada de habilitacin del cerrojo puede utilizarse para
sincronizar el funcionamiento del cerrojo con una seal de
habilitacin externa y ste es justamente el propsito de la seal de
reloj. La idea es conectar a la entrada de habilitacin un circuito
capaz de proporcionar un pulso (en este caso positivo). Este
circuito se llama detector de transiciones.Ya que existen dos tipos
de transiciones (positivas y negativas) existen dos tipos de
flip-flops disparados por flanco: positivos y negativos. La
diferencia entre ellos es mnima como veremos y depende de si el
circuito que habilita el cerrojo detecta las transiciones positivas
o negativas.La construccin de un detector de transiciones es muy
sencilla. Son necesarias una puerta NOT y una puerta AND de dos
entradas. El inversor (adems de invertir la seal de reloj) va a
provocar un desfase entre las transiciones de la seal de reloj,
debido al tiempo de retardo inherente a la puerta. Esta seal
invertida entra a una entrada de la puerta AND y la otra se
alimenta con la seal original, que no posee dicho desfase. Como
consecuencia del desfase introducido, a la salida de la puerta AND
vamos a registrar un pulso positivo de una duracin igual al tiempo
de retardo de la puerta NOT que es muy pequeo. En realidad podemos
concluir que ya que un inversor es la puerta lgica ms simple que es
posible construir, ninguna otra puerta va a disfrutar de un tiempo
de retardo menor y por lo tanto, la duracin del pulso positivo
nunca dar lugar a que una puerta NOT o de cualquier otro tipo que
lo utiliza como seal de excitacin pueda, debido a realimentaciones,
realizar ms de una transicin. Esto es muy importante, ya que
gracias a esta mnima (pero suficiente) duracin de dicho pulso, el
flip-flop va a estar atento a las entradas un periodo de tiempo muy
corto. Como dicho pulso se produce muy poco tiempo despus de la
transicin positiva de la seal de reloj, el cerrojo SR pasa a ser un
flip-flop SR activo por flanco positivo.
TABLA DE VERDAD
CKSR
000Estado sin cambio(memoria)
001Estado sin cambio(memoria)
010Estado sin cambio(memoria)
011Estado sin cambio(memoria)
Conclusin Los computadores son implementaciones de lgica
Booleana. Las funciones Booleanas se describen completamente por
medio de tablas de verdad. Las compuertas lgicas son pequeos
circuitos elctricos que implementan operadores lgicos. Los
computadores consisten de circuitos lgicos combinacionales y
secuenciales Los circuitos combinacionales producen salidas
inmediatamente despus de que sus entradas cambian. Los circuitos
secuenciales requieren de la seal de reloj para producir cambios en
las salidas Los circuitos secuenciales bsicos son los flip flops.
El comportamiento de los circuitos secuenciales puede ser expresado
utilizando tablas de comportamiento.
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