2. En lógica combinatoria los circuitos producen
una respuesta instantánea, es decir, las salidas
se pueden calcular a partir de la combinación de
los valores de las entradas en el mismo
instante. La lógica combinatoria no sirve para
construir circuitos con capacidad de memoria,
es decir, funciones lógicas cuya salida en el
instante presente depende de entradas en el
pasado.
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3. Los circuitos combinatorios tienen muchas limitantes
debido a que no son capaces de reconocer el orden
en que se van presentando las combinaciones de
entradas con respecto al tiempo, es decir, no pueden
reconocer una secuencia de combinaciones, ya que
no poseen una manera de almacenar información
pasada, es decir no poseen memoria.
Un circuito cuya salida depende no solo de la
combinación de entrada, sino también de la historia
de las entradas anteriores se denomina Circuito
Secuencial. La historia de las entradas anteriores en
un momento dado se encuentra resumida en el
estado del circuito, el cual se expresa en un conjunto
de variables de estado.
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4. El circuito secuencial debe ser capaz de mantener
su estado durante algún tiempo, para ello se
hace necesario el uso de dispositivos de
memoria. Los dispositivos de memoria utilizados
en circuitos secuenciales pueden ser tan sencillos
como un simple retardador o tan complejos
como un circuito completo de memoria
denominado multivibrador biestable o Flip Flop.
Los circuitos secuenciales se clasifican de
acuerdo a la manera como manejan el tiempo en
circuitos secuenciales síncronos y circuitos
secuenciales asíncronos.
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5. En un circuito secuencial asíncrono, los cambios
de estado ocurren al ritmo natural marcado por
los retardos asociados a las compuertas lógicas
utilizadas en su implementación, es decir, estos
circuitos no usan elementos especiales de
memoria, pues se sirven de los retardos propios
(tiempos de propagación) de las compuertas
lógicas usados en ellos. Esta manera de operar
puede ocasionar algunos problemas de
funcionamiento, ya que estos retardos naturales
no están bajo el control del diseñador y además
no son idénticos en cada compuerta lógica.
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6. Los circuitos secuenciales síncronos, sólo
permiten un cambio de estado en los
instantes marcados por una señal de
sincronismo de tipo oscilatorio denominada
reloj. Con esto se pueden evitar los
problemas que tienen los circuitos asíncronos
originados por cambios de estado no
uniformes en todo el circuito.
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7. Un circuito secuencial puede entenderse
simplemente como un circuito combinacional
en el cual las salidas dependen tanto de las
entradas como de las salidas en instantes
anteriores, esto implica una retroalimentación
de las salidas
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8. El modelo de Moore consiste en dos bloques de lógica
combinacional mas un bloque de memoria. La lógica de
estado siguiente define la manera de generar las
variables de estado a partir de las entradas. La Lógica
de salida define la manera en que se obtienen las
salidas del circuito a partir de las variables de estado.
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9. Las salidas en instantes anteriores están
expresadas por un conjunto de variables de estado,
de manera que las salidas actuales dependen tanto
de las entradas como de las variables de estado las
cuales son guardadas en dispositivos de memoria.
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10. El 555 tiene diversas aplicaciones, como:
Control de sistemas secuenciales, divisor de
frecuencias, modulación por ancho de pulso,
generación de tiempos de retraso, repetición
de pulsos, etc.
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11. Como circuito astable se tiene una forma de
onda rectangular a la salida, en la cual el
ancho de la onda puede ser manejado con los
valores de ciertos elementos en el diseño.
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15. Es un dispositivo con dos entradas (Set y Reset) y
una variable de estado o salida (Q) capaz de
“guardar” un bit de información y funciona como
sigue:
• Si su entrada Set se activa su estado Q se pone
en Alto
• Si su entrada Reset se activa su estado Q se
pone en Bajo
• Si no se activa ni Set ni Reset su estado no
cambia
• Por supuesto, no se permite activar Set y Reset
simultáneamente.
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16. Diagrama de Bloques. Aunque el FF-SR posee
dos entradas (S y R) y sólo una salida (Q), es
común la implementación que provee además
de Q su versión complementada Q.
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17. Tabla de Funcionamiento. Los fabricantes de
los circuitos integrados usan una tabla de
funcionamiento para describir la operación
de un circuito de una manera compacta.
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18. Diagrama de estado. Es una alternativa
gráfica que tiene la particularidad de
enfatizar el número y nombre de los estados
del circuito.
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19. Tabla de excitación. Se genera un renglón de
la tabla por cada transición y anotando los
valores necesarios de las entradas para
producir dicha transición.
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20. Este circuito de memoria básico se puede
formar con compuertas nand y nor.
20
22. A diferencia de su similar asíncrono este flip-
flop sólo cambia su salida con la presencia de
la señal del reloj.
22
23. Este flip-flop tiene como entradas J-K. La
condición principal de este FF es que J=K=1
no generan una salida ambigua, para esta
condición 11, el FF siempre pasará a su
estado opuesto cuando se efectúe la
transición con pendiente positiva de la señal
del reloj. A esta operación se le denomina
modo de complemento. En este modo, si J y K
se dejan en estado ALTO, el FF cambiará al
estado complementario con cada pulso del
reloj.
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25. A diferencia de los flip-flops SR y JK, el tipo D
sólo tiene una entrada síncrona de control, D.
La salida Q va hacia el mismo estado en que
se encuentra la entrada D en cada flanco de
subida del reloj.
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26. En este flip-flop la única entrada es la del
disparador (reloj). Se obtiene a partir de un
flip-flop J-K, llevando las entradas J y K
permanentemente al nivel 1. Cuando se pulsa
la entrada T, el biestable cambia de estado.
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27. Se quiere implementar un control para una cisterna y
un tinaco con las siguientes características:
El tinaco tendrá un sensor para el nivel alto y uno
para el nivel bajo. Cuando el nivel del tinaco este por
debajo del sensor de nivel bajo, el controlador debe
encender la motobomba que proporciona la entrada
de agua al tinaco. Una vez que el tinaco ha alcanzado
el nivel alto, la motobomba debe detenerse.
El sistema de control tiene una restricción. En la
cisterna se encuentra un sensor de nivel bajo.
Cuando el nivel de la cisterna esté por debajo del
nivel determinado por el sensor, la motobomba no
debe encenderse y se debe activar un led para
informar del nivel bajo de la cisterna.
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28. Construir flip-flops JK y T a partir de flip-
flops tipo D. Para el FF JK tenemos
28
30. Se pretende construir un circuito que podrá
actuar como FF SR, D, T o JK dependiendo del
valor de C1 y C0. Diseñar como único
elemento de memoria un FF tipo T.
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31. Un contador es un circuito secuencial que pasa
por una secuencia prescrita de estados.
La secuencia puede seguir un conteo binario o
cualquier otra secuencia de estados.
Los contadores se utiliza para contar el número
de ocurrencias de un evento o para generar
secuencias de temporizado para controlar
operaciones en un sistema digital.
Un contador con n flip-flops no necesariamente
debe contar 2n números. Puede truncarse la
secuencia para contar un numero menor de
estados.
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32. En los sistemas asíncronos los FF no están
conectados al mismo reloj, por lo que no
cambian simultáneamente. La señal de reloj
sólo está conectada al flip-flop que
representa al bit menos significativo. Los
otros FF se conectan en cascada sirviendo su
salida de reloj para el siguiente, hasta llegar
al bit mas significativo.
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36. En los contadores síncronos las entradas de
reloj de todos los flip flops se conectan
juntas a un reloj común. De esta manera
todos los FF cambian de estado
simultáneamente (en paralelo).
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39. 1. Realizar la tabla de transiciones. De la
tabla se obtienen las funciones de entradas
de los flip flops. El número de flip-flops que
se requerirán está dado en función del
número de estados del contador.
2. Se selecciona el tipo de flip flop para el
diseño (JK, T, D)
3. Minimización de las funciones de entradas
utilizando mapas de Karnaugh.
4. Dibujar el diagrama.
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40. Ejemplo: Diseñar un contador binario
síncrono ascendente de 3 bits.
40
42. Ejercicio: Diseñar un contador binario
síncrono de tres bits utilizando primero sólo
flip-flops tipo T y después sólo flip-flops tipo
D.
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43. Ejercicio: Solución para flip-flops tipo T
43
44. Ejercicio: Solución para flip-flops tipo T
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45. Ejercicio: Solución para flip-flop tipo D
45
46. Ejercicio: Solución para flip-flop tipo D
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47. Los registros son circuitos secuenciales
conectados por una serie de flip-flops
conectados en cascada. Tienen diversas
aplicaciones como:
Transmitir y recibir datos en serie y en paralelo.
Conversión de datos en formato serie y paralelo y
viceversa.
Almacenamiento de información.
La operación que se realiza con más frecuencia
sobre los datos almacenados en un registro es la
transferencia.
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48. En el caso de la transferencia síncrona, todos
los flip-flops del registro tienen una entrada
de reloj.
48
49. En este caso la trasferencia se realiza a través
de las entradas preset y clear de los flip-flops
49
50. En este caso la transferencia de datos se
realiza en forma paralela, es decir, se conecta
más de un flip-flop en paralelo de tal forma
que la transferencia se realice en todos a la
vez. La transferencia en paralelo se realiza de
manera síncrona. Es importante notar que la
transferencia en paralelo no modifica el
contenido del registro fuente.
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51. La transferencia de datos en serie se realiza a
través de registros de corrimiento. Un
registro de corrimiento es un grupo de flip-
flops conectados en serie de tal manera que
en cada pulso de reloj el dato contenido del
primer flip-flop es desplazado al siguiente
flip-flop.
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55. El contador en anillo es un registro de
corrimiento que tiene su salida conectada a la
entrada. Normalmente se implementa con
flip-flops con entradas de PRESET y CLEAR,
conectados en cascada y disparados de forma
síncrona.
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58. En el caso de circuitos secuenciales es
necesario analizar un diagrama lógicos para
obtener la tabla de transición de estados y el
diagrama de estados.
Ejemplo: Considerando la figura siguiente,
obtener la tabla de transición de estados, las
ecuaciones lógicas y el diagrama de
transición de estados. Describir brevemente
la operación del circuito.
58
60. Ejercicios: Para cada uno de los siguientes
circuitos, obtener la tabla de transición de
estados, las ecuaciones lógicas y el diagrama
de transición de estados. Describir
brevemente la operación del circuito.
60
64. Ejercicios: para cada uno de los siguientes
diagramas de transición de estados
determinar la tabla de transiciones, diseñar
un circuito lógico utilizando sólo flip-flops J-
K, T y D y explicar brevemente su
funcionamiento:
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