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• Paul Asipuela

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CIRCUITOS LÓGICOS Alan D. Cuenca S. [email protected] Escuela de Formación de Tecnólogos Escuela Politécnica Nacional Semestre 2019 - A

CAPÍTULO 3: Circuitos MSI ◼

Dentro de los dispositivos MSI combinacionales, en este capítulo se estudiará los siguientes: ◼ Codificadores ◼ Decodificadores ◼ Convertidores de código ◼ Multiplexores ◼ Demultiplexores ◼ Sumadores ◼ Comparadores ◼ Biestables ◼ Contadores 2

CAPÍTULO 3: Circuitos MSI 3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores

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3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores 3.1.9.5 Contador Síncrono ◼

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Síncrono: Se refiere a eventos que tienen una relación temporal fija entre sí. Contador síncrono: Es aquel en el que todos los flip-flops del contador reciben en el mismo instante la señal de reloj.

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3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores 3.1.9.5 Contador Síncrono

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3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores 3.1.9.5 Contador Síncrono DIFERENCIAS ENTRE SÍNCRONO VS ASÍNCRONO 1. En este circuito, todas las entradas de reloj (CLK) están conectadas a un mismo punto, logrando así que la señal de reloj sea la misma para todos los FF del contador (en paralelo). 2. Únicamente el primer BIT (FF menos significativo) tiene sus entradas "J-K" conectadas a Vcc, los demás dependen de una combinación en las salidas para poder complementarse. 3. Es primordial el uso de otro tipo de circuitos digitales además de los FF. 6

3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores Contador Síncrono de 2 bits ◼

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El contador está inicialmente en estado 0 (los dos flip-flops se encuentran en estado RESET). Cuando se aplica el flanco positivo del primer impulso de reloj, el FF0 bascula, por lo que 𝑄0 se pone en ALTO. ◼

𝐽1 , 𝐾1 están a nivel BAJO (conectadas a 𝑄0 y ésta todavía no se ha puesto a nivel ALTO en el momento de producirse el flanco) (Recordar que existe un retardo entre el flanco de disparo del impulso de reloj hasta que se realiza la transición en Q). Así FF1 no cambia de estado. 7

3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores Contador Síncrono de 3 bits FF0 debe mantenerse en basculación

FF1 cambia de estado cada vez que 𝑄0 está en 1

FF2 cambia de estado si 𝑄0 y 𝑄1 están en 1

Cuando 𝑄0 está en 1 y se produce un impulso de reloj, FF1 se encuentra en basculación y cambia de estado. Cuando 𝑄0 está en 0, FF1 está en modo no cambio

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3.1 Circuitos Combinacionales MSI 3.1.9 Contadores Contador Síncrono de 4 bits FF3 varía solo cuando 𝑄0 , 𝑄1 y 𝑄2 están en 1.

El funcionamiento de control de las entradas J y K de los tres primeros flip-flops es el mismo que el contador estudiado en la lámina anterior.

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador MOD-10 síncrono de 4 bits Ascendente ◼

Un contador MOD-10 BCD dispone de una secuencia binaria truncada desde 0000 hasta 1001. En lugar de pasar al estado 1010, inicia un nuevo ciclo a partir de 0000. 𝑄1 cambia en el próximo impulso si 𝑄0 =1, y 𝑄3 = 0 𝑄2 cambia en el próximo impulso si 𝑄0 y 𝑄1 = 1 𝑄3 cambia en el próximo impulso si 𝑄0 , 𝑄1 y 𝑄2 = 1 o si 𝑄0 y 𝑄3 = 1

𝐽0 = 𝐾0 = 1 𝐽1 = 𝐾1 = 𝑄3 𝑄0 𝐽2 = 𝐾2 = 𝑄1 𝑄0

𝐽3 = 𝐾3 = 𝑄2 𝑄1 𝑄0 + 𝑄3 𝑄0

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador MOD-M síncrono de 4 bits Ascendente ◼

Implementar un contador síncrono Modulo 12 Ascendente

𝐽0 = 𝐾0 = 1 𝐽1 = 𝐾1 = 𝑄0 𝐽2 = 𝐾2 = 𝑄3 𝑄1 𝑄0 𝐽3 = 𝐾3 = 𝑄2 𝑄1 𝑄0 + 𝑄3 𝑄1 𝑄0

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador binario síncrono ◼

74HC163 ◼

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Contador binario síncrono de 4 bits. Puede reinicializarse de forma síncrona en cualquier número binario de 4 bits, aplicando los niveles adecuados en las entradas de datos paralelo. Cuando se aplica 0 en 𝑳𝑶𝑨𝑫, el contador asumirá el estado de las entradas de datos en el siguiente impulso de reloj. Tiene una entrada de borrado 𝑪𝑳𝑹 que pone a 0 de forma síncrona los cuatro flip-flops del contador. Las entradas de habilitación ENP, ENT, deben estar en 1 para que el contador avance a través de su secuencia. Si al menos una de ellas está en 0, el contador se desactiva. La salida Ripple Clock Output, RCO, se pone en 1 cuando TC=15. Esta salida junto con las entradas de habilitación permiten que los contadores se conecten en cascada.

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador binario síncrono ◼

74HC163 Cont.

Diagrama de tiempos contador de 12 a 15

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador síncrono de décadas ◼ 74F162 ◼ ◼

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Contador de décadas BCD Síncrono (MOD-10). Se puede inicializar con cualquier número BCD utilizando las entradas de datos con la entrada 𝑃𝐸 en 0. 0 en la entrada 𝑺𝑹 asíncrona pone en RESET al contador. CEP y CET deben estar en 1 para que el contador avance a través de la secuencia de estados, en respuesta a una transición positiva en la entrada de reloj. Las entradas de habilitación y TC (1001) permiten conectar varios contadores en cascada.

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores Contador síncrono de décadas

Diagrama de tiempos inicializado en 7 (0111)

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores CONTADORES EN CASCADA: Síncronos El módulo global de los contadores en cascada es igual al producto de los módulos individuales.

Contador módulo 100 que utiliza dos contadores de décadas 74F162

3.1 Circuitos Combinacionales MSI

3.1.9 Contadores APLICACIONES DE LOS CONTADORES

El reloj digital Un ejemplo típico de aplicación de los contadores son los sistemas de control de tiempo.