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• Luis Fernando Osorio Sanchez

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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS Facultad de ingeniería eléctrica y electrónica

EAP:

ingeniería electrónica

Curso:

Laboratorio de sistemas digitales

Informe final N. º 1 Tema:

“biestables asíncronos y síncronos”

Profesor:

Ing. Utrilla Salazar, Darío

Grupo y horario:

3 martes 9 a 11am

Alumno:

Osorio Sánchez, Luis Fernando

Código:

15190038

Martes 28 de agosto de 2018

INTRODUCCION Muchos problemas prácticos no pueden resolverse sólo mediante definición de funciones de conmutación. Se necesita que la acción del sistema tenga en cuenta las entradas y el estado del sistema. Para almacenar un estado son necesarios nuevos elementos de circuito: elementos de memoria (biestables). Biestables: Los biestables son circuitos electrónicos que pueden asumir uno de dos estados estables que muestran en sus salidas. Son el elemento básico de los dispositivos de memoria. Poseen una o más entradas de control que hacen que conmute entre ambos estados estables Con n biestables se pueden “recordar” 2n estados

Biestables síncronos: En circuitos reales con miles (o millones) de biestables es muy útil que todos cambien de estado a la vez: simplificación del proceso de diseño. Los cambios de estado se producen “sincronizados” con una “señal de reloj” (CK) Tipos de sincronización: – Por nivel: cuando CK tiene un valor determinado, alto (1) o bajo (0). – Por flanco: cuando CK cambia de 0 a 1 (flanco de subida) o de 1 a 0 (flanco de bajada). Flanco: más conveniente. – Determina de forma precisa el instante de cambio – Minimiza errores en los circuitos

Biestables asíncronas: Permiten cargar un estado determinado de forma sencilla – CL (clear): puesta a cero – PR (preset): puesta a uno Operan inmediatamente cuando se activan: – Activas en nivel bajo (0) – Activas en nivel alto (1) Las entradas asíncronas tienen prioridad sobre las síncronas (J, K, D, T,...) Resuelven el problema de la iniciación en los circuitos digitales complejos – millones de biestables – necesidad de partir de un estado conocido

OBJECTIVOS Objetivos generales Implementar los circuitos biestables asíncronos (Latch) y síncronos (Flip Flop), utilizando puertas lógicas La visualización del fundamento de cada una de los biestables (Latch y Flip Flop) utilizando leds en las salidas. Implementar circuitos básicos con biestables. Adquirir destreza para el montaje y cableado de circuitos digitales en el Protoboard Que el estudiante aprenda utilizar los principios básicos para el análisis de circuitos digitales secuenciales mediante simuladores y que tenga la capacidad de realizar la detección de fallos, corregirlos y comprobar su buen funcionamiento

Objetivos específicos Para cada función lógica implementar con circuitos integrados de tecnología TTl seria 74. Buscar las referencias correspondientes en los manuales adecuados. Se implementara como entradas lógicas DIPSWITCHs y como salidas lógicas LEDs. Implementar cada circuito en Protoboard, analizar su funcionamiento y luego construya las tablas de verdad de los circuitos

MARCO TEORICO Circuitos integrados TTL: Serie 7400:

7402:

7474: Tabla de verdad del FF Tipo "D" con entradas Asíncronas Las "X" significan que no importa el estado actual de esa entrada. El FF tiene una entrada de Reloj que funciona con TPP Las entradas asíncronas con activas ALTAS)

7476: Tabla de verdad del FF Tipo "J - K" con entradas Asíncronas Las "X" significan que no importa el estado actual de esa entrada El FF tiene una entrada de Reloj que funciona con TPP Las entradas asíncronas con activas ALTAS

74112:

74266:

MATERIALES Circuito integrado TTL 7400

7402

7474

7476

74266

74112

Protoboard y dipswitch

Cables de conexión Manuales técnicos

Resistencia de 100 ohmios de 1/4w

Diodos leds

IMPLEMENTACION 1. Implemente el circuito de la figura 1, analice su funcionamiento y desarrolle su tabla de verdad

R 1 0 1 0

S 1 1 0 0

SALIDA No hay cambio Q=1 Q=0 No permanente

2. Implemente el circuito mostrado en la figura, analizar su funcionamiento y construir su tabla de verdad Simulado en quartus

Simulado en altera molde sin

P 0 0

C 0 0

R 0 0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0 0 0 1

1 1 1 0

0 1 1 0

1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 1 1 1 1

0 1 1 0 0 1 1

Tabla de verdad S CLK 0 x 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 x 0 x 1 x 0 0 1 1 x 0 x 1 x 0 x 1 x 0 x 1 x

Q1 x x 1 x 0 x 0 0 x x x x 1 x x x x 1 x x x

Q2 x x 0 x 1 x 0 1 x x x x 0 x x x x 1 x x x

3. Implemente el circuito de la figura 3, analice su funcionamiento y construir su diagrama de tiempo

4. Utilizando el Flip Flop d, diseñar un circuito que el permita convertir a Flip Flop jk, implementar el circuito y verifique su tabla de verdad

5. Utilizando el Flip Flop d, diseñar un circuito que el permita convertir a flipo Flop t, implemente el circuito y verifique su tabla de verdad

6. Implementar el circuito de la figura 4, analice su funcionamiento y desarrolle su tabla de verdad

INFORME FINAL 1. Presentar todos los circuitos implementados, sus tablas de verdad y breve análisis de sus funcionamiento 2. De los manuales del fabricante describa todas las características técnicas de los Latch y Flip Flop comerciales Latch SR RS Latch. El Latch lógico más simple es el SR, donde R y S representan los estados 'reset' y 'set' respectivamente. El Latch es construido mediante la interconexión retroalimentada de puertas lógicas NOR (negativo OR), o bien de puertas lógicas NAND (aunque en este caso

la tabla de verdad tiene salida en lógica negativa para evitar la incongruencia de los datos). El bit almacenado está presente en la salida marcada como Q, y Q´ su complementación (valor negativo a Q).

Al tener dos entradas para el ingreso de datos (S y R), tenemos 4 posibles combinaciones (recordando que 2n representa las combinaciones posibles con datos binarios, donde 'n' representa el número de bits a trabajar). Cada combinación define el estado presente en Q, de esta manera tenemos la siguiente tabla de verdad:

Flip-flop comerciales Los flip-flop son los biestables síncronos disparados o activados por flanco, es decir, que para poder modificar a través de sus entradas de excitación el dato almacenado, en la entrada de reloj (CLK) debe proporcionársele el flanco adecuado para así poder activarlo. Cuando setieneunnivellógicoenlaentradaCLKóelflancoenestaentradanoeselad ecuado, el flip-flops encuentra desactivado, por lo que el dato

almacenado no puede ser modificado. Los flip-flop dependiendo su implementación tenemos activos por flanco de subida o positivo y activos por flanco de bajada o negativo. A continuación se analizaran Flip Flop tipo D, J-K y el T 3. Describa circuitos de aplicación de Latch y Flip Flop Contadores: Un contador es un circuito secuencial de aplicación general, cuyas salidas representan en un determinado código el número de pulsos que se meten a la entrada. Están constituidos por una serie de biestables conectados entre sí de modo que las salidas de estos cambian de estado cuando se aplican impulso a la entrada. Contadores asíncronos binarios: Un contador binario asíncrono es aquel cuyos cambios de estado no están controlados por un pulso de reloj sincronizado. Al eliminar la necesidad de la sincronización del reloj, se puede utilizar una cantidad menor de circuitos para implantar un contador binario. Podemos eliminar las compuertas AND del diseño síncrono observando las transiciones de estado del contador desde oro punto de vista. La etapa del contador Xi se complementa cada vez que el estado Xi Hace una transición; la etapa X1 siempre se complementa. Podemos utilizar una orden Clear común asíncrona para inicializar el contador en el estado 0, y mantenemos la orden del control Cout en 1 lógico para el conteo; el 0 lógico en Cout inhibe todos los conteos y deja al contador en un estado constante; éste es el modo de retención de datos

CONCLUCIONES El desarrollo de estos trabajos de laboratorio ha sido de gran utilidad, pues los conocimientos teóricos se han comprobado mediante el desarrollo de cada uno de los circuitos en la Protoboard. Se concluye destacando los puntos principales aprendidos mediante esta práctica de laboratorio: -Se ha conocido y practicado el manejo de la

Protoboard, que es indispensable para probar el funcionamiento de los circuitos Latch y Flip Flop. -Ha sido posible comprender la manera en que los Flip-Flops permiten almacenar valores en memoria. Las tablas de verdad han sido utilizadas como herramientas para obtener conclusiones respecto al funcionamiento u operación de los circuitos realizados. Se han analizado e interpretado correctamente los datos resultantes en las tablas de verdad, dando lugar a importantes aplicaciones prácticas sobre el uso de cada uno de los circuitos mostrados.

BIBLIOGRAFIA Simulador de los circuitos Altera Quartus II https://www.dte.us.es/Members/gemma/a6/1/t6/t6 libro sistemas digitales Principios y aplicaciones Ronald j. tocci https://www.monografias.com/trabajos96/introduccion-flip-flop/introduccionflip-flop.shtml https://es.calameo.com/books/002691393dcdbdefb2a5e http://ficus.pntic.mec.es/~jgoh0011/AESI/UD4%20Circuitos%20con%20Bie stables.pdf