Circuitos secuencialesIntroduccinHasta ahora se ha trabajado con circuitos combinacionales, aquellos circuitos en los que las salidas solamente dependen de las entradas en el mismo instante de tiempo. Ahora corresponde estudiar otro tipo de circuito digital, los llamados circuitos o sistemas secuenciales.Los circuitos secuenciales son aquellos circuitos en los cuales las salidas en un tiempo determinado dependen no solo de las entradas en ese momento, sino tambin de los estados anteriores de las salidas.Como resultado de esta definicin se puede llegar a la conclusin de que estos circuitos tienen la capacidad de guardar informacin (poseen memoria), y que esta informacin depende de las entradas ocurridas en el circuito hasta este momento.El circuito no puede guardar todas las entradas ocurridas hasta el momento de estudio, sino que solamente puede guardar cierta parte. A la informacin almacenada se le denomina estado del sistema, por lo tanto el sistema puede guardar tanta informacin como estados posea, es decir, que el nmero mximo de informaciones almacenadas es el nmero de estados posibles del sistema.

Diagrama de bloques de un circuito secuencialFunciones de transicinUn circuito o sistema secuencial est definido por dos funciones lgicas llamadas: funciones de transicin. Funcin de salida: que nos indica cmo es la relacin de las seales de salida con las seales de entrada actuales y la seal del estado actual. Funcin de transicin de estado: que nos dice cul es la dependencia del nuevo estado del estado anterior y de las entradas del sistema.Funcin de salidaLa funcin de salida queda definida como:S(t) = F[E(t), Q(t)]Donde:S(t) = salidas en el instante de tiempo t.E(t) = entradas en el instante de tiempo t.Q(t) = estado del sistema en el instante de tiempo t.Funcin de transicin de estadoNos dice cmo cambia el estado dependiendo de las seales de entrada.Q(t+1) = G[E(t), Q(t)]F y G son funciones lgicas, pero lo que le da nuevas propiedades a los sistemas secuenciales es la existencia de realimentacin. La funcin G nos da los valores de Q en funcin de los propios valores anteriores de Q. Las mismas variables son variables de entrada y salida de la funcin.Las funciones F y G pueden expresarse mediante tablas de verdad, como cualquier otra funcin. Estas tablas de verdad toman el nombre de tablas de transicin del circuito secuencial, por la existencia de la realimentacin.CronogramasA las tablas de sincronizacin de los sistemas secuenciales se les llama cronogramas porque las salidas de los sistemas dependen o son funciones del tiempo. Y se utilizan para manejar de manera ms cmoda la relacin que existe entre las diferentes seales de entrada y salida del sistema.BiestablesLos circuitos lgicos biestables son capaces de permanecer en uno de dos estados estables despus que cambie o desaparezca la causa que provoc el cambio al estado alcanzado. Esto quiere decir que son capaces de almacenar informacin binaria (1 bit).Tipos de biestablesLos biestables dependen de tres aspectos de las seales de entrada que producen la transicin de un estado a otro. Lgica del disparo: Determina el cambio de estado en el biestable de acuerdo a cierta combinacin de las seales de entrada. Tipo de disparo: Determina la forma en que las excitaciones de entrada afectan el estado del biestable. Sincronismo en el disparo: Determina si el biestable funciona de acuerdo a una seal de reloj (clock) o sin ella.Combinando las tres caractersticas anteriores, las empresas que fabrican circuitos integrados han comercializado una gran variedad de biestables. De acuerdo con estos criterios los podemos clasificar as: Por la lgica del disparo: Biestables R S Biestables J K Biestables D Biestables T Por el sincronismo en el disparo y tipo de disparo: Asncronos: tambin llamados latches, que funcionan sin seal de reloj. Sncronos: Tambin llamados flip flop, que funcionan con seal de reloj. Por tipo de disparo: Disparo de nivel: Nivel alto (1): el biestable podr cambiar de estado cuando la seal de reloj sea 1. Nivel bajo (0): el biestable podr cambiar de estado cuando la seal de reloj sean 0. Disparo por flanco: subida o bajada. Flanco de subida: cambia de estado cuando el reloj cambia de 0 a 1. Flanco de bajada: cuando el estado cambia en el instante en el que el reloj cambia de 1 a 0.Biestable asncronos (latches):Asncronos porque funcionan sin seal de reloj. Cualquier cambio en las entradas produce un cambio en las salidas, en cualquier momento. En caso de tener varios biestables asncronos en un circuito, cada uno trabaja de manera independiente de los dems.Biestables sncronos (flip flops)Son los que funcionan con el sincronismo con una seal de reloj. Tambin son llamados circuitos secuenciales sincronizados, y son del tipo ms utilizados en la prctica por su facilidad de trabajo.Un circuito secuencial sncrono emplea seales que afectan los elementos de almacenamiento slo a instantes discretos de tiempo. La sincronizacin se logra por medio de un dispositivo de sincrona, llamado generador de reloj, que produce un tren peridico de pulsos de reloj, a intervalos fijos.Esto significa que en los biestables sncronos, la tabla de transicin solo se cumple cuando se activa la seal de reloj. Si la seal de reloj no se activa, no se produce ninguna transicin. Por tanto, aunque en las entradas haya una combinacin de seales que conduzcan a una transicin de estado, sta no se producir hasta que se active la seal de reloj, y no volver a producirse una nueva transicin hasta que se active de nuevo la seal de reloj.La seal de reloj puede activarse de dos formas: por nivel o por flanco. En la primera el cambio de nivel se da cuando el reloj est en un estado determinado de voltaje. La segunda se da durante el cambio de nivel en la seal de reloj. Por nivel Por flancos.

El diseo de circuitos asncronos complejos es ms difcil que el de circuitos sncronos, puesto que su comportamiento depende en gran medida de los retardos de propagacin de las puertas lgicas y de la sincrona de los cambios de las entradas.De todas formas, siempre se necesita algo de diseo asncrono, ya que:1. los latches (elementos de almacenamiento en circuitos asncronos) se utilizan como bloques de construccin de los flip-flops (elementos de almacenamiento en circuitos sncronos).2. Los biestables (flip-flops) que vamos a estudiar decimos que tienen entradas sncronas, ya que los datos se transfieren sincronizados con la seal de reloj, slo durante el flanco de disparo del pulso de reloj.Pero la mayora de los IC disponibles en el mercado presentan tambin entradas asncronas, las cuales pueden cambiar el estado del flip flop independientemente del reloj. Estas entradas pueden ser por nivel alto ("1") o por nivel bajo ("0") y son prioritaras sobre las otras seales de entrada. Podemos tener las siguientes: Inicializacin o Preset (PRE): pone al biestable en estado SET ("1"). Borrado o Clear (CLR): pone al biestable en estado RESET ("0").

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