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Sistemas Secuenciales Electrónica Digital
Electrónica Básica Sistemas Secuenciales Electrónica Digital José Ramón Sendra Sendra Dpto. de Ingeniería Electrónica y Automática ULPGC
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CIRCUITOS SECUENCIALES
Combinacional: las salidas dependen de las entradas Secuencial: las salidas dependen de las entradas y de valores anteriores de determinadas salidas ( e.d. depende de la vida pasada del circuito) Sistema combinacional Circuito de realimentación Entradas Salidas
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CIRCUITOS SECUENCIALES
Los circuitos secuenciales pueden ser: Asíncronos: no dependen de ninguna señal de reloj Síncronos: dependen de un reloj Sistema combinacional Entradas Salidas Salidas que actúan como entradas Sistema combinacional Elementos de memoria Entradas Salidas Generador de impulsos de reloj
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CIRCUITOS SECUENCIALES
Las células básicas de los circuitos secuenciales son los biestables los cuales pueden ser: Asíncronos: no dependen de ninguna señal de reloj Síncronos: dependen de un reloj Activos por nivel Activos por flanco Flip-Flops Los más utilizados son: RS JK D T etc
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE RS NOR Tabla de Verdad S R Q(t+1) Q(t+1) Q(t) Q(t) No cambia 1 1 Reset 1 1 Set 1 1 - - Indeseable S R Q(t) Q(t+1) No cambia 1 1 R Q 1 Cuando RS la salida sigue a la S 1 1 1 1 S Q 1 1 1 1 1 - Indeseable 1 1 1 -
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE RS NOR Tabla de Transición Q(t) Q(t+1) S R X 1 1 1 1 1 1 X R Q S Q
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE RS NAND Tabla de Verdad S R Q(t+1) Q(t+1) - - Indeseable Set 1 1 1 1 Reset 1 1 Q(t) Q(t) No cambia S R Q(t) Q(t+1) - Indeseable 1 - R Q 1 1 Cuando RS la salida sigue a la R 1 1 1 1 S Q 1 1 1 1 No cambia 1 1 1 1
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE RS NAND Tabla de Transición Q(t) Q(t+1) S R 1 X 1 1 1 1 1 1 X 1 R Q S Q
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE JK Tabla de Verdad J K Q(t+1) Q(t+1) Q(t) Q(t) No cambia 1 1 Reset 1 1 Set J Q 1 1 Q(t) Q(t) Cambia J K Q(t) Q(t+1) K Q No cambia 1 1 1 Cuando JK la salida sigue a la J 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Cambia Oscilación para J=K=1 Carreras No se suelen usar Sol: Biestable JK M/S 1 1 1
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE JK Tabla de Transición Q(t) Q(t+1) J K J Q X 1 1 X K 1 X 1 Q 1 1 X
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE TIPO T ( = JK cortocircuitando J=K) Tabla de Verdad T Q(t) Q(t+1) T Q No cambia 1 1 1 1 Q Cambia (TOGGLE) 1 1
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BIESTABLES ASÍNCRONOS
BIESTABLE TIPO D ( No hace nada, sirve de memoria) D Q(t) Q(t)
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NECESIDAD DE SISTEMAS SÍNCRONOS
Generación de un GLITCH
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NECESIDAD DE SISTEMAS SÍNCRONOS
Efecto de un GLITCH sobre un biestable
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BIESTABLES SÍNCRONOS Entradas asíncronas no dependen de reloj PRESET (poner a 1 la salida) y CLEAR (poner a 0 la salida) Activas a nivel alto Activas a nivel bajo PR PR CLR CLR No pueden estar activas a la vez
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BIESTABLES SÍNCRONOS Entradas de reloj CK, CLK, CLOCK ... nivel alto
Disparo por nivel nivel bajo CLK flanco de subida CLK Disparo por flanco flanco de bajada CLK
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BIESTABLES SÍNCRONOS Entradas síncronas dependen del reloj R, S, J, K, T, D R J T S K
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BIESTABLES SÍNCRONOS Orden de prioridad: 1.- Entradas Asíncronas
2.- Entrada de Reloj 3.- Entradas Síncronas PR PR R Q R Q S CLK Q Q CLK S CLR CLR
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BIESTABLES SÍNCRONOS BIESTABLE RS SÍNCRONO ACTIVADO POR NIVEL R Q S Q
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BIESTABLES SÍNCRONOS BIESTABLE RS SÍNCRONO CON ENTRADAS ASÍNCRONAS
PR R Q S PR CLR C S R Q(t+1) Q CLK 1 X X X 1 1 X X X Indeseado X X X 1* 1 1 Q(t) CLR 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Indeterminado
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BIESTABLES SÍNCRONOS BIESTABLE RS SÍNCRONO ACTIVADO POR FLANCO (FLIP-FLOP) R Q S Q CLK
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BIESTABLES SÍNCRONOS BIESTABLE JK MAESTRO ESCLAVO (MASTER-SLAVE)
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BIESTABLES SÍNCRONOS FLIP-FLOP JK SÍNCRONO ACTIVADO POR FLANCO J Q J Q
CLK CLK C S R Q X 1 C S R Q X 1
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BIESTABLES SÍNCRONOS BIESTABLE TIPO D Modo memoria Modo transparente C
Q(t) Q(t+1) 1 1 Modo memoria D Q 1 1 1 1 1 1 1 Modo transparente Q 1 1 1 CLK 1 1 1 1
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BIESTABLES SÍNCRONOS FLIP-FLOP TIPO D
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BIESTABLES SÍNCRONOS FLIP-FLOP TIPO T
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA SERIE SALIDA SERIE
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA SERIE SALIDA SERIE
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA SERIE SALIDA PARALELA
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA SERIE SALIDA PARALELA
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA PARALELA SALIDA SERIE
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA PARALELA SALIDA SERIE
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA PARALELA SALIDA PARALELA
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REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO ENTRADA PARALELA SALIDA PARALELA
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CONTADORES Definición: Circuito secuencial cuyas salidas representan en un determinado código el número de impulsos que se aplican a la entrada Estructura: Biestables activados por flanco (FF) conectados entre sí Módulo (M): número de valores por los que pasa (divisor por M) Tipos: Ascendentes Descendentes Asíncronos Los FF no comparten la misma señal de reloj Síncronos Los FF comparten la misma señal de reloj: Síncronos propiamente dichos Contadores basados en registros de desplazamiento
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CONTADORES CONTADORES ASÍNCRONOS
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CONTADORES CONTADORES ASÍNCRONOS Utiliza FF tipo T o tipo JK
Q CLK “1” l Entrada de impulsos a contar QA QB QC Problema lento ya que cada FF debe esperar a que el anterior bascule Módulo = M = 2n = 23 = 8 impulsos
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CONTADORES CONTADORES ASÍNCRONOS Módulo 2n
Se parte de un contador de M = 2n y se conecta la primera combinación no deseada mediante una NAND a las entradas CLEAR de los FF JK o T. Ej: contador M = 12 J K Q CLK “1” l Entrada de impulsos a contar C
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: Contador M = 16 con biestables JK M/S
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: Contador M = 16 con biestables JK M/S Simplificamos por Karnaugh: JD=KD=QAQBQC JC=KC=QAQB JB=KB=QA JA=KA=“1”
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: Contador M = 16 con biestables JK M/S J K Q CLK “1” l Entrada de impulsos a contar QA QB QC QD
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: Contador M = 16 con biestables JK M/S Podemos ahorrar puertas lógicas si nos damos cuenta que: JA=KA=“1” JB=KB=QA JC=KC=JBQB JD=KD=JCQC
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: Contador M = 16 con biestables JK M/S J K Q CLK “1” l C QA QB QC QD
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: UP/DOWN Counter M = 5
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS Ej: UP/DOWN Counter M = 5
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS DE CUALQUIER SECUENCIA Ej: Contador de la secuencia “2, 3, 5, 1, 7, 2, 3,...”
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS DE CUALQUIER SECUENCIA Ej: Contador de la secuencia “2, 3, 5, 1, 7, 2, 3,...”
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS BASADOS EN REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO CONTADOR EN ANILLO
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CONTADORES CONTADORES SÍNCRONOS BASADOS EN REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO CONTADOR JOHNSON O ANILLO INVERTIDO
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