Circuitos secuenciales

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty

uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd

fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx

cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq

wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui

opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfg

hjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzxc

vbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq

wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui

opasdfghjklzxcvbnm

qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty

uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasd

fghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx

cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq

wertyuiopasdfghjklzxcvbnmrtyuiopa

sdfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjkl

I.E.S PEDRO SIMÓN ABRIL (ALCARAZ) CIRCUITOS SECUENCIALES

TECNOLOGÍA INDUSTRIAL II DEPARTAMENTO DE TECNOLOGÍA

1. DIFERENCIACIÓN ENTRE CIRCUITO COMBINACIONAL Y SECUENCIAL

2. BIESTABLES. DEFINICIÓN Y TIPOS

2.1. Biestables asíncronos

2.2. Biestables síncronos

3. APLICACIONES DE LOS CIRCUITOS SECUENCIALES

Circuitos Secuenciales. Tecnología Industrial II Departamento de Tecnología

2

1. DIFERENCIACIÓN ENTRE CIRCUITO COMBINACIONAL Y SECUENCIAL

Los circuitos combinacionales se caracterizan porque la salida en cada instante depende

únicamente del valor de la entrada en ese mismo instante, es decir, su función de dependencia es

de tipo Boleano.

Por su parte los circuitos secuenciales son aquellos en los que el valor de la salida en un

instante dado no sólo depende del valor de la entrada en dicho instante, sino también del estado

anterior de las salidas. Se dice de estos circuitos que son circuitos de memoria. Ejemplos de

estos sistemas son: conexión telefónica, combinación de apertura-cierre de un caja fuerte,…

El esquema general de un circuito secuencial consta de dos circuitos fundamentales: un

sistema de memoria y una circuitería combinacional asociada a él.

Llamamos memoria a todo circuito capaz de almacenar la información que se suministra

en sus entradas. La memoria va a almacenar la información que le proporciona el circuito

combinacional. Así ante una entrada X1 se genera una salida Z1 por el circuito combinacional, la

cual a su vez produce otra salida Y1 que actúa sobre la memoria, provocando otra salida auxiliar

W1 que incide sobre el circuito combinacional de forma que la próxima salida Z2 tendrá en

cuenta el estado anterior y así sucesivamente.

El circuito de memoria almacena la información en binario, por lo que debe retener

dicho tipo de información. El elemento básico de almacenamiento es el BIESTABLE.

2. BIESTABLES. DEFINICIÓN Y TIPOS

Los BIESTABLES son circuitos lógicos elementales constituidos por puertas lógicas y

capaces de almacenar la información correspondiente a un bit. Todos estos circuitos poseen dos

estados estable des salida (denominados Q y Q ), pudiendo permanecer en cada uno de ellos

aún cuando cesa la señal de entrada que provocó la excitación.

El esquema general del BIESTABLE es:

Todo BIESTABLE consta de dos salidas, una

inversa a la otra y una o dos entradas que sirven

para cambiar o disparar el dispositivo de un

estado a otro.

W1 Y1

Yn

Z1

Memoria

X1

Wn

Circuito combinacional Xn Zn

BIESTABLE Q

Q


3

Los BIESTABLES se clasifican atendiendo a:

a) Sincronismo de disparo: síncronos (necesitan una señal de reloj para activarse) o

asíncronos (sin señal de reloj).

b) Tipo de disparo: por flanco (cambio de nivel) o por nivel.

c) Por lógica de disparo: en función de cómo se efectúa el cambio de estado de un

estado a otro. Pueden ser R-S, J-K, D y T.

2.1. BIESTABLES ASÍNCRONOS

a) BIESTABLE R-S: se puede construir con puertas NAND o NOR. Su funcionamiento

con puertas NOR, sería el mostrado en la figura:

Las entradas se denominan Reset (R) y

Set (S) y las funciones lógicas de salida

serían:

QRQ

QSQ

IMPORTANTE: Para que el funcionamiento del dispositivo sea correcto 0Q y 1Q o

viceversa. El comportamiento será inestable cuando ambas salidas presenten el mismo valor.

Para estudiar el comportamiento de este BIESTABLE vamos a analizar los siguientes casos:

Si R =0 y S=0, consideramos que los estados anteriores de

salida son 0Q y 1Q , las nuevas funciones lógicas de

salida serán: 010Q y 100Q

Si R=0 y S =1, la salida Q=1 y 0Q independientemente

del valor anterior de las salidas.

Si R=1 y S=0, la salida 0Q y 1Q independientemente

del valor anterior de las salidas.

Si R=1 y S=1, obligatoriamente 0Q y 0Q . Esto

causaría una oscilación continua y repetida de las dos salidas,

lo que a su vez crearía una indeterminación en las mismas.

La representación simplificada de este Biestable es:

R S Q1 Q1+t

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 X

1 1 1 X

> 1

> 1

Q

Q

R

S

R Q

S Q

1Q


4

b) BIESTABLE J-K: surge como mejora del R-S, para eliminar la indeterminación que

tiene lugar en este cuando ambas entradas adoptan el valor 1. Se comporta de forma

idéntica al R-S, funcionando la entrada J = Set y la K= Reset. Sin embargo ahora si se

pueden activar ambas entradas (valor 1) lo que dará lugar a la conmutación del

dispositivo al estado opuesto al que tenía.

c) BIESTABLE T: se obtiene a partir del J-K, por unión de sus

dos entradas. El dispositivo cambia de estado cada vez que

se activa su entrada.

2.2. BIESTABLES SÍNCRONOS

Estos BIESTABLES necesitan de una señal de reloj para poder cambiar de estado. Se

pueden clasificar atendiendo al modo de disparo en: activados por nivel (latch) o activados

por flanco (flip-flop)

a) Activados por nivel

a.1. BIESTABLE R-S: consiste en un BIESTABLE asíncrono R-S al que se le ha

añadido una puerta AND en una de sus entradas. Así la información no pasa a la

salida si la entrada de reloj (C- Clock), que es la otra entrada de la puerta AND, no

está a nivel alto (1)

K J Q1 Q1+t

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 1

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 0

T Q1 Q1+t

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

J Q

K Q

1Q

J Q

K Q

1Q

T T Q

Q

1Q

> 1

> 1

Q

Q

R

S

&

&

R

S

C


5

a.2. BIESTABLE D: su característica fundamental es que dispone de una sola

entrada, de forma que la salida copia el valor de la entrada siempre que el reloj esté

a nivel alto (1). Cuando el reloj cambia a nivel bajo la salida mantiene su estado

anterior.

b) Activados por flanco

Existen diversas configuraciones, pero las más utilizadas son

aquellas en las que los datos presentes en las entradas pasan a las

salidas cuando se produce un flanco en la señal de reloj, bien sea de

subida o de bajada. Con esta tecnología nos encontramos en el

mercado con BIESTABLES R-S, J-K y D.

3. APLICACIONES DE LOS CIRCUITOS SECUENCIALES

Dentro de las aplicaciones de los circuitos secuenciales, BIESTABLES, y

fundamentalmente de los síncronos, las más destacadas son la fabricación de los REGISTROS

y los CONTADORES.

C R S Q1 Q1+t

0 0 0 0 0

0 0 0 1 1

0 0 1 0 0

0 0 1 1 1

0 1 0 0 0

0 1 0 1 1

0 1 1 0 0

0 1 1 1 1

C D Q1 Q1+t

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 1 1

1 0 0 0

1 0 1 0

1 1 0 1

1 1 1 1

C Q

D Q

1Q

C R S Q1 Q1+t

1 0 0 0 0

1 0 0 0 0

1 0 1 0 1

1 0 1 1 1

1 1 0 0 0

1 1 0 1 0

1 1 1 X X

1 1 1 X X


6

Registros de Desaplazamiento: son circuitos secuenciales de aplicación

general que están formados por una serie de BIESTABLES, normalmente

tipo D, de tal forma que desplaza su contenido a la derecha, a la izquierda o de

forma circular, cada vez que recibe una señal de reloj.

Contador: es un circuito secuencial formado por una serie de BIESTABLES

conectados de una forma determinada, y en cuyas salidas se representa, en un

determinado código, el número de impulsos que se da a su entrada. Todos los

contadores se construyen con BIESTABLES J-K, D o T y se pueden clasificar

de distintas formas. Pueden ser ascendentes o descendentes, en función de que

su contenido se incremente o reduzca, síncronos (señal de reloj aplicada

simultáneamente a todos los BIESTABLES) asíncronos (señal de reloj se

aplica sólo a la primera entrada, la salida de esta a la entrada de segunda etapa y

así sucesivamente). El diagrama de bloques de un contador sería:

Q1

D

C

Q1

D

C

Q1

D

C

Entrada

Clock

a

b

Contador

Reloj

Circuitos secuenciales

Documents

Transcript of Circuitos secuenciales