PRACTICA N° 2

FLIP-FLOPS

CIRCUITOS LOGICOS

BOHORQUEZ CUELLO JOSE LEONARDOLECLETH GOMEZ RAUL EMILIO

VERBEL BALLESTAS VILMA MARCELA

ZURISADDAI SEVERICHE M.ING. ELECTRONICA

UNIVERSIDAD DE SUCREFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICASEMESTRE V

SINCELEJO – SUCREMARZO DEL 2010

INTRODUCCION

Aunque existen miles de tipos de circuitos digitales integrados, el elemento de

memoria más importante es el flip-flop, que está formado por un ensamble de

compuertas lógicas. Aunque una compuerta lógica, por si misma, no tiene

capacidad de almacenamiento, pueden conectarse varias de ellas de manera

que permiten almacenar información. Existen varias maneras de

configuraciones de compuertas que se utilizan para producir estos flip-flops

(FF).

Existen varios tipos de flip-flops, hablaremos del tipo D que es un circuito de

memoria que almacena una señal digital o bit. En su forma más sencilla, un flip-

flop D tiene dos entradas y una salida. El bloque rectangular representa el flip-

flop, con sus entradas etiquetadas como D y C y su salida como Q, las líneas

rectas que llegan al bloque representan alambres que conectan a otras partes

del circuito. Estos alambres pueden transportar señales digitales de y hacia el

flip-flop.

OBJETIVO

Entender el funcionamiento de los flips – flops D, JK y T a través de procedimientos experimentales sencillos.

LISTA DE MATERIALES Y HERRAMIENTAS

MATERIALES

1. COMPONENTES

1 IC 74LS74.

1 IC 74LS76

2 LED de 3mm.

4 Interruptores SPST.

6 resistencias de 330Ω.

2. HERRAMIENTAS

Cables UTP AWG24

Pinza de punta plana

Pinza pelacable

3. INSTRUMENTOS Fuente de voltaje 5VDC.

Multímetro.

Tablero de conexiones

MARCO TEORICO

El primer flip-flop electrónico fue inventado adentro 1919 por Guillermo Eccles

y F. W. Jordania. Inicialmente fue llamado Circuito de disparador de Eccles-

Jordania, y consistido en dos elementos activos (radio-tubos). El flip-flop

conocido fue derivado más adelante del sonido producido en un altavoz

conectado con uno de los amplificadores detrás juntados hechos salir durante

el proceso del disparador dentro del circuito. Este original electrónico el circuito

biestable de la dos entrada simple del mover de un tirón-fracaso-uno sin

ninguna señal dedicada del reloj (o aún puerta), era transparente, y así un

dispositivo que sería etiquetado como “cierre” hoy.

Generalidades

Los Flip-Flop son las unidades básicas de todos los sistemas secuenciales,

existen cuatro tipos: el RS, el JK, el T y el D. Y los últimos tres se implementan

del primero.

Un circuito flip-flop puede mantener un estado binario indefinidamente (Siempre

y cuando se le este suministrando potencia al circuito) hasta que se cambie por

una señal de entrada para cambiar estados. La principal diferencia entre varios

tipos de flip-flops es el número de entradas que poseen y la manera en la cual

las entradas afecten el estado binario.

Un circuito flip-flop puede estar formado por dos compuertas NAND o dos

compuertas NOR. Cada circuito forma un flip-flop básico del cual se pueden

construir uno mas complicado. La conexión de acoplamiento intercruzado de la

salida de una compuerta a la entrada de la otra constituye un camino de

retroalimentación. Por esta razón, los circuitos se clasifican como circuitos

secuenciales asincrónicos. Cada flip-flop tiene dos salidas, Q y Q´ y dos

entradas S (set) y R (reset). Este tipo de flip-flop se llama Flip-Flop RS

acoplado directamente o bloqueador SR (SR latch). Las letras R y S son las

iníciales de los nombres en inglés de las entradas (reset, set).

Flip-flop JK

Un flip-flop JK es un refinamiento del flip-flop RS ya que el estado

independiente del termino RS se define en el tipo JK. Las entradas J y K se

comportan como las entradas R y S para poner a uno o cero (set o reset) al flip-

flop (nótese que en el flip-flop JK la entrada J se usa para la entrada de puesta

a uno y la letra K para la entrada de puesta a cero). Cuando ambas entradas se

aplican a J y K simultáneamente, el flip-flop cambia a su estado de

complemento, esto es, si Q=1 cambia a Q=0 y viceversa.

Gráfica 1

FLIP FLOP JK

J K Q0 0 q0 1 01 0 11 1

Tabla 1 de verdad

Flip-Flop T

El flip-flop T se obtiene del tipo JK cuando las entradas J y K se conectan para

proporcionar una entrada única designada por T. El flip-flop T, por lo tanto,

tiene sólo dos condiciones. Cuando T = 0 ( J = K = 0) una transición de reloj no

cambia el estado del flip-flop. Cuando T = 1 (J = K = 1) una transición de reloj

complementa el estado del flip-flop.

Gráfica 2

FLIP FLOP T

T Q Qsiguiente

0 0 00 1 11 0 11 1 0

Tabla 2 de verdad

Flip-Flop D

El flip-flop D (datos) es una ligera modificación del flip-flop SR. Un flip-flop SR

se convierte a un flip-flop D insertando un inversor entre S y R y asignando el

símbolo D a la entrada única. La entrada D se muestra durante la ocurrencia de

uan transición de reloj de 0 a 1. Si D = 1, la salida del flip-flop va al estado 1,

pero si D = 0, la salida del flip-flop va a el estado 0.

Gráfica 3

FLIP FLOP D

D Q Qsiguiente

0 X 01 X 1X=no importa

Tabla 3 de verdad

DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD

1. Se armo el circuito de la figura Nº. 1 que se muestra a continuación.

Figura Nº. 1

2. Se energizo el circuito con los cuatro interruptores inicialmente abiertos.

Lo cual no produjo ningún cambio en LED conectado a la salida Q, el

cual se mantuvo apagado.

3. Se procede a accionar el interruptor Sd (abriéndolo y cerrándolo de

forma repetida.

Dando como resultado en la salida (Q) un nivel bajo en todo momento

ver imagen (punto 3)

4. Como la salida es baja se procede a activar el interruptor Sp.

Dándonos como resultado un cambio en la salida, es decir, se cambio

de bajo a alto, tal como lo muestra la imagen (punto 4), lo envió a set.

Después de haber accionado el interruptor Sb, como la salida cambio de

0 a 1 se procede a activar el interruptor Sp y efectivamente hace el

cambio de 1 a 0, es decir lo manda a reset.

5. Se fijan en 1 las dos entradas asíncronas del circuito, es decir las que no

dependen de pulsos síncronos o de reloj.

Esto se hace abriendo los interruptores, en este caso los puentes de

alambre, tal como lo muestra la imagen (punto 5).

6. Luego se continúa la prueba de las entradas síncronas del circuito

abriendo y cerrando los interruptores Sc y Sd.

Aquí vemos que la entrada Sc es estrictamente para los pulsos de reloj.

En este caso se utiliza un circuito multivibrador como generador de

pulsos de reloj, tal como lo muestra la imagen (multivibrador). Ya

teniendo una frecuencia de pulsos definida, se procede a ingresar datos

por la entrada (D) accionada por el interruptor Sd. Se obtienen cambios

en la salida Q, tal como lo muestra la imagen (Punto 6).

Al probar las entradas síncronas logramos observar que el flip flop tipo D

con código (NTE 7474) en este circuito, trabaja utilizando el flanco de

subida. Si se usan los pines (8, 9, 10, 11, 12,13). Todo esto se logra

apreciar ya que nos damos cuenta que la salida Q solo cambia cuando

al introducir datos en la entrada D (esta solo los acepta al momento de

que la entrada se pasa de 0 a 1). En este caso Sc fue reemplazado por

un multivibrador el cual con un LED se indica la frecuencia del pulso al

encender y apagar.

Cuando Sd se le introduce un dato, este es leído en el preciso instante

en que el LED pasa de apagado a activo (flanco de subida), de lo

contrario no causa ningún efecto en Q el dato introducido en D.

7. Se armo el circuito de la figura Nº 2.

Figura Nº. 2

8. Luego se energiza el circuito con los 2 interruptores J y K en posición

cerrada, tal como lo muestra la imagen (punto 8)

9. Se procede a llevar la entrada J a nivel alto y con el multivibrador se

proporcionan pulsos de reloj al sistema en la entrada Sc.

Dando como resultado en Q un 1, es decir, que lo envía a set. Ver

imagen (punto 9)

10. Concluido el pulso de reloj se lleva devuelta la entrada J a nivel

bajo.

Dando como resultado el mismo efecto o la misma salida en Q. Ver

imagen (punto 10)

11. Se procede a llevar a K a 0 como consecuencia la salida Q mostro

un cambio en su estado, paso de 1 a 0, tal como lo muestra la imagen

(punto11).

12. Ahora se realiza una modificación en el circuito, convirtiendo el flip

flop en un tipo (T), esto se hace uniendo a un solo punto las entradas J

y K, tal como se ve en la imagen (punto 12).

multivibrador

ANALISIS DE RESULTADOS

El circuito montado en la primera parte de la practica se utilizo un IC 7474 que

corresponde a un flip-flop tipo D el cual es un dispositivo electrónico de

memoria que puede almacenar información en forma de un "1" o "0" lógicos.

Este flip-flop tiene una entrada D y dos salidas Q y Q.

También se pudo observar que al ir accionando los swith este tiene una

entrada de reloj, que en este caso, nos indica que es un FF disparado por

flanco ascendente. Este flip-flop tipo D adicionalmente tiene dos entradas

asincrónicas que permiten poner a la salida Q del flip-flop, una salida deseada

sin importar la entrada D y el estado del reloj. Dichas entradas son PRESET

(poner) y CLEAR (Borrar). Los círculos del lado arriba y debajo del IC 7474

mostrado en la figura Nº1 nos indica que estas son entradas activas en nivel

bajo. Ser activo en nivel bajo significa que:

Para poner un 1 en la salida Q se debe poner un 0 en la entrada PRESET del

flip-flop.

Para poner un 0 en la salida Q se debe poner un 0 en la entrada CLEAR del

flip-flop.

El siguiente montaje que se realizo con el IC 7476 el cual corresponde a un

flip flop tipo JK. Del cual se puede decir que un dispositivo biestable que a

parte de las entradas J y K y las salidas Q y Q, también tiene una entrada

para la señal de reloj (CLK), lo que significa que es sincrónico. La entrada de

reloj del flip- flop biestable se comporta de diferente manera dependiendo

de las características del mismo.

Se pudo observar durante la practica que la entrada C de sincronismo o de

reloj cumple una misión que es la de permitir el cambio de estado del flip-flop

biestable cuando en este se produce un flanco de subida o de bajada, según

sea su diseño. De acuerdo con la tabla de verdad, cuando las entradas J y K

están a nivel lógico 1, a cada flanco activo en la entrada de reloj, la salida del

biestable cambia de estado.

CONCLUSION

Se puede concluir que los flip-flop son dispositivos de fácil funcionamiento e

interpretación sobre todo los sincrónicos, debido a que los cambios de las

salidas son eventos esperados (ya que fácilmente podemos saber el estado de

cada una de las entradas o salidas sin que estas cambien repentinamente), y

los cambios dependen del control de una sola señal aplicada a todos los

registros, la señal de RELOJ.

La señal de reloj es una onda cuadrada o rectangular, los registros que

funcionan con esta señal, sólo pueden cambiar cuando la señal de reloj hace

una transición, también llamados flancos, por lo tanto, la señal de reloj sólo

puede hacer 2 transiciones (o Flancos).

La Transición con Flanco positivo que es cuando la señal de reloj cambia del

estado BAJO al estado ALTO.

La Transición con Flanco Negativo que es cuando la señal de reloj cambia del

estado ALTO al estado BAJO.

También se puede concluir que por medio del flip-flop JK se puede armar un

flip-flop tipo T disponiendo de las entradas J y K de tal forma que nos de cómo

resultado dicho flip-flop

BIBLIOGRAFÍA.

RONALD J. Tocci, SISTEMAS DIGITALES: PRINCIPIOS Y APLICACIONES.

THOMAS L, Floyd. FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES

MORRIS M. Mano. DISEÑO DIGITAL