UNIDAD VI: CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES ELEMENTOS DE MEMORIA: LATCHES Y FLIP-FLOPS (Continuación II)

OTRO PROBLEMA Hasta ahora en todos nuestros análisis hemos asumido un estado inicial para los valores de salida de latch y flip-flops ¿Que debe hacerse para establecer un estado inicial en un FLIP-FLOP o en un LATCH? Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

SET Y RESET ASINCRONO PR = SET CLR = RESET MODO DE OPERACIÓN ENTRADA ESTADO ACTUAL ESTADO SIGUIENTE ASINCRONA SINCRONA PR CLR CLK D Q Q* RESET ASINCRONO 1 X SET ASINCRONO PROHIBIDO FF TIPO D ↑ Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

EJERCICIOS Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

ANALIZAR CIRCUITO Suponga que inicialmente Q0=Q1=Q2=0 Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

ANALIZAR CIRCUITO Antes de iniciar el análisis suponga que se presiona y se suelta el pulsador Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

EJERCICIO J Q K C J Q K Q1 Q2 J J Q K K L FF C C J K Q1 Q2 Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

EJERCICIO 2 Analice el siguiente circuito y determine la secuencia generada, si inicialmente todos los Flip-Flop arrancan en 111 Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

EJERCICIO 3 Determine la secuencia que sigue el Circuito. Tenga en cuenta que antes de iniciar su ejecución se produce un RST. D Q PR CLR CLK RESET Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

EJERCICIO 4 Determine la secuencia que sigue el Circuito. Tenga en cuenta que antes de iniciar su ejecución se produce un RST. Lógica Secuencial – Latches y Flip-Flops

UNIDAD VI: CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES REGISTROS

REGISTRO SIMPLE Un registro es un dispositivo secuencial utilizado para almacenar datos de forma temporal. Para la construcción de registros se utiliza como célula básica un flip-flop de cualquier tipo. D Q Λ Dn Qn D2 Q2 D1 Q1 D0 Q0

OPERACIONES DE LOS REGISTROS Algunos registros además de almacenar datos temporalmente, también pueden realizar algunas transformaciones u operaciones sobre ellos: Transferencia entre registros Complementación Desplazamiento Incrementación y decrementación Reset y Set.

TRANSFERENCIA DE REGISTROS La operación básica típica y la más importante consiste simplemente en transferir el contenido de un registro a otro. También se conoce como operación de escritura. Registro fuente Cuando la transferencia se lleva a cabo el registro destino cambia su valor por el valor del registro fuente, el valor inicial del registro destino se pierde Registro A = 20 Es una operación entre dos registros transferencia Registro destino Registro B = 20 Registro B = 15

TRANSFERENCIA DE REGISTROS Construyamos un registro a partir de flip-flops D que soporte la operación de transferencia de registros (W): El problema consiste básicamente en la construcción de un registro con habilitación de escritura. El diseño se puede realizar sobre la celda básica del registro el flip-flop. E.A O E.S. XW=00 XW = 01 XW = 10 XW = 11 1 X O Λ W D Q Λ X W O

REGISTRO DE COMPLEMENTACIÓN Una segunda operación necesaria normalmente consiste en complementar una palabra. Aquí lo que hacemos es sustituir una palabra de un registro por una nueva palabra en la que cada bit es el complemento de bit correspondiente a la palabra original. Complementación Registro fuente / destino Registro A = “001011” Registro A = “110100” NOT

REGISTRO DE INCREMENTACIÓN - DECREMENTACIÓN A menudo debemos almacenar en un registro e incorporarle a esté la facultad de cambiar el número almacenado en +1 o -1. Estas operaciones se denominan incrementación y decrementación respectivamente. Incrementación Registro fuente / destino Registro A = 36 Registro A = 35 +1

REGISTROS CON SET Y RESET Aquellos registros que tienen la facultad de borrar un registro (poner todos los bits en 0) o hacerle set a un registro (poner todos los bits en 1). Reset Set Registro fuente / destino Registro fuente / destino Registro A = “000000” Registro A = “101110” Registro A = “111111” Registro A = “100011”

REGISTRO SENSIBLE A MULTIPLES ORDENES Supongamos que un sistema digital necesita la posibilidad de que un registro pueda ejecutar múltiples operaciones. Para implementar esto tendríamos dos opciones: Utilizar múltiples registros cada uno ejecutando una operación. Utilizar un solo registro que responda a las múltiples ordenes. Este tipo de registro se conoce como registro sensible a múltiples ordenes.

REGISTRO SENSIBLE A MULTIPLES ORDENES Diseñe un registro que permita realizar las siguientes operaciones, utilizando las señales de control que se describen a continuación. SIMBOLO ORDEN W Escritura: Escribe en el registro una palabra R Lectura: Permite leer el contenido del registro I Incremento: Incrementa el registro C Complementa: Complementa el registro Z Borrar: lleva el registro a cero

REGISTRO SENSIBLE A MULTIPLES ORDENES

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO Un registro de desplazamiento o “shift register” es un registro de n bits con la capacidad de desplazar el dato almacenado un bit cada ciclo de reloj ya sea hacia la izquierda o hacia la derecha. 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 185 46 92 11 23 1 2 5 116 208 160 128 232 157 64 58 Desplazamiento a derecha Desplazamiento a izquierda

OPERACIONES CON REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Desplazamiento lógico a la izquierda 1 1 1 1 1 1 1 1 Desplazamiento lógico a la derecha 1 1 1 1 1 1 1 1

OPERACIONES CON REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Rotación a la izquierda 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Rotación a la derecha 1 1 1 1 1 1 1 1 1

CONFIGURACIONES DE REGISTROS DESPLAZAMIENTO Entrada Serial – Salida Serial Entrada Serial – Salida Paralela Entrada Paralela – Salida Serial Entrada Paralela – Salida Paralela

CONFIGURACIONES DE REGISTROS DESPLAZAMIENTO Entrada Serial – Salida Serial

CONFIGURACIONES DE REGISTROS DESPLAZAMIENTO Entrada Paralela – Salida Serial

SHIFT REGISTER BIDIRECCIONAL 74194 /CLR Clear activo en bajo S1, S0 Seleccionan una de las diferentes funciones del shift-register: carga, desplazar izquierda, desplazar derecha y mantener. SR Dato que se ingresa por la izquierda para ser desplazada hacia la derecha S1S0 Función 00 Almacenamiento Q+1=Q0 01 Desplaz. hacia la Derecha. 10 Desplazamiento hacia la Izquierda. 11 Carga paralela. SL  Dato que se ingresa por la derecha para ser desplazado hacia la izquierda a, b, c, d  entrada paralela QA, QB, QC, QD  Salida paralela

SHIFT REGISTER BIDIRECCIONAL 74194

SHIFT REGISTER BIDIRECCIONAL 74194

EJERCICIO Diseñar un circuito que realice la siguiente secuencia 1000 0100 0010 0001 ……. Para esto utilice un Shift Registers 74194

EJERCICIO Diseñar un circuito que realice la siguiente secuencia Para esto utilice dos Shift Registers 74194

EJERCICIO

CONTADORES BASADOS EN SHIFT REGISTER Contador en Anillo Utiliza un flip-flop para cada estado de la secuencia

CONTADORES BASADOS EN SHIFT REGISTER Contador Johnson Genera un módulo 2n, donde n es el número de Etapas del contador

APLICACIÓN SHIFT REGISTER Divisor de frecuencia 1Mhz 2us 1us 4us Como la frecuencia del reloj es f=1Mhz el periodo es P= 1us