Flip-Flop RS

¿Para que sirve un flip-flop? Un Flip-Flop es un circuito secuencial que tiene por objetivo memorizar un dato binario.

Una forma sencilla de hacer un flip-flop es mediante una compuerta OR realimentada

Al ingresar un uno en S la compuerta OR (que en su salida siempre asume el valor mayor de sus entradas) conmuta el estado de Q a uno. En el momento inicial el Flip-Flop (FF) se encuentra en 0 (cero) Debido a que la entrada de la compuerta esta conectada a Q el uno permanece en un ciclo de realimentación eterno, que solo puede pararse si se corta la alimentación. 1 1

El problema de este Flip-Flop es que No existe forma de volverlo a cero (resetear)

Con este objetivo se modifica este circuito para poder resetearlo

Si colocamos S en cero y R en uno Si colocamos S en uno Q cambia a uno Si colocamos S en cero y R en uno La salida de la compuerta AND se vuelve cero (ya que la compuerta AND en su salida siempre asume el valor menor de sus entradas) 1 1 De esta manera se corta el lazo de realimentación y Q se resetea volviendo a cero 1

Este circuito es muy eficaz en alcanzar su objetivo, pero debido a que precisa tres tipos de compuertas diferentes es costoso y voluminoso. Por eso utilizando álgebra de Boole transformaremos este circuito a compuertas NAND y a NOR.

En este circuito podemos identificar 2 expresiones algebraicas M = Q . R Q= M + S Si las pasamos a NAND M = Q . R Q = M . S Quedando Así

Aquí se pueden observar tres negadores que pueden reemplazarse por uno Mientras el circuito este realimentado M es igual a Q, por lo tanto M negado es Q negado. Aquí se pueden observar tres negadores que pueden reemplazarse por uno Quedando Así

Si eliminamos los negadores la entrada R pasa a ser R negada y S pasa a S negada por lo tánto el FF se setea con un cero y se resetea con un cero. Quedando definitivamente Así:

Podemos aplicar el mismo procedimiento para construir un Flip-Flop con compuertas NOR

En este circuito podemos identificar 2 expresiones algebraicas M = Q . R Q= M + S Si las pasamos a NOR M = Q + R Q = M + S Quedando Así

Aquí se pueden observar tres negadores que pueden reemplazarse por uno Mientras el circuito este realimentado M es igual a Q Aquí se pueden observar tres negadores que pueden reemplazarse por uno Quedando en forma definitiva así:

Símbolo del Flip-Flop RS Sin importar si es NAND, NOR o Básico el símbolo que representa al circuito del FF RS según la Norma IEEE/ANSI es: R Q S Q

Resumiendo: Un Flip-Flop es una memoria de un bit Los Flip-Flop RS poseen 2 terminales R y S que permiten forzar al flip-flop a uno (cuando activamos S) y a cero (cuando activamos R) Los Flip-Flop RS pueden construirse Usando compuertas de tres maneras diferentes: la original, NAND y NOR

Características de los Flip-Flop RS

Hold Time Se denomina Hold Time al tiempo mínimo que precisa un Flip-Flop para poder retener un dato que se acaba de ingresar al mismo. 1 R Q S Q 10 nS

Frecuencia Máxima Además de el retardo de propagación y del hold time, los dispositivos digitales poseen una impedancia de entrada que limita la frecuencia máxima en la que pueden trabajar en forma confiable. Es como si la entrada R y S tuviesen un capacitor de un valor muy bajo conectado a masa y al colocarle una frecuencia muy elevada se comporta como un cable a masa.