Electrónica digital secuencial con Flip - Flop D BryanElectronica 6 de Abril de 2015 22 BIENVENIDOS A ESTE POST!!! INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS SECUENCIALES Los sistemas secuenciales son circuitos que a diferencia de los circuitos diseñados a base de lógica combinacional, sus salidas no dependen exclusivamente de sus entradas, en este caso las salidas dependen del estado anterior. En los sistemas secuenciales tenemos una tabla de verdad, que tiene dos aspectos importantes "ESTADO ANTERIOR" y "ESTADO FUTURO". En estos circuitos cambian de estado por flancos de reloj, en este caso vamos a utilizar el Flip- Flop D, cada uno de estos dispositivos representa 1 bit. Por ejemplo si tenemos un sistema secuencial con 4 bits, tenemos 4 flip - flops, este aspecto es muy importante. INTRODUCCIÓN AL FLIP - FLOP D El flip - flop es un dispositivo "Biestable" que tiene la capacidad de permanecer en cualquiera de los dos estados "0" o "1" si no hay un pulso en su reloj. Este pequeño circuito tiene 2 entradas y 2 salidas a nivel teórico. ENTRADAS _La entrada D, que es donde se aplica el bit que se verá reflejado en la salida después de un flanco de reloj. _La entrada CLK, que es donde se aplican los pulsos de reloj. SALIDAS _La salida Q, que es donde se refleja el bit que tiene cargado y donde se verá puesto el bit que tiene en la entrada D, después de un pulso de reloj. _La salida Q', que es la salida Q pero invertida. En resumen este circuito mantendrá un bit en su salida y esta cambiará por el bit que tiene en D después de un flanco de reloj. DISEÑO DE UN SISTEMA SECUENCIAL A BASE DE FLIP-FLOP D Para diseñar un sistema secuencia a base de estos dispositivos primero se tiene que tener claro, que se quiere desarrollar, en este caso vamos a realizar un contador ascendente de 0 a 9 con bit de acarreo y lo vamos a conectar a un convertidor de BCD a 7 segmentos, por lo que las salidas de los multivibradores reflejaran sus salidas en el número que se visualizará en el display. Después de desarrollar un diagrama de estados, procedemos a hacer la tabla de verdad, teniendo en cuenta que las salidas son los estados futuros y las entradas son los estados presentes. Nótese que en la tabla de verdad existen 4 bits, denominados A, B, C y D. A cada uno de estos bits de estados futuros, hay que hacerles un mapa de karnaugh para reducir la ecuación. Gracias a esta página, se pueden simplificar estos mapas online. http://www.ee.calpoly.edu/media/uploads/resources/KarnaughExplorer_1.html LA ECUACIÓN SIMPLIFICADA PARA EL BIT A LA ECUACIÓN SIMPLIFICADA PARA EL BIT B LA ECUACIÓN SIMPLIFICADA PARA EL BIT C LA ECUACIÓN SIMPLIFICADA PARA EL BIT D Ahora ya tenemos las ecuaciones de los 4 flip - flops, las entradas de los circuitos dados por las ecuaciones son las salidas de los multivibradores y las salidas van conectadas a las entradas D de cada dispositivo. EL CIRCUITO COMPLETAMENTE ARMADO Como se puede ver en la imagen cada vez que yo presiono el botón el display aumenta en 1 su cuenta y de esta forma ya tenemos un contador de 0 a 9. Debe notarse que este botón está conectado a todas las entradas de reloj de los flip - flops. EL BIT DE ACARREO Y LA EXPANSIÓN DEL CONTEO Para poder expandir el conteo de 0 a 9 a un conteo de 0 a 99 es necesario colocar un bit de acarreo, este requiere de un flip - flop D adicional así como otra ecuación. Pero no hay que ser experto para darse cuenta que esta ecuación sale de forma simple, cuando el estado presente sea igual a 9 o F = A B' C' D. Cuando el circuito pase de 9 a 0 nuevamente, el bit de desbordamiento o acarreo se refleja en su correspondiente flip - flop y este a su vez sirve de reloj para el próximo contador. Aquí dejo el vídeo del circuito funcionando espero que les guste.. link: https://www.youtube.com/watch?v=XjW521OgV5c Bryan Tejada Aparicio Electrónica y control industrial Cali - Colombia NO TE VAYAS SIN COMENTAR..
