lab 7 digitales
TRANSCRIPT
CIRCUITOS DIGITALES
Laboratorio Nº7
“CIRCUITOS CON FLIP FLOPS”
INFORME
Integrantes:
- BERNUY ESPINOZA, Ayrton
- CALIXTRO DE LA CRUZ, Percy
- CASTAÑEDA SEDANO, Pedro
Profesor: CAMACHO JIMÉNEZ, Francisco
Sección: C15 - 3 – B
Semana: 9
Fecha de realización: 5 de OctubreFecha de entrega: 12 de Octubre
2011 – II
Flip Flops
INTRODUCCIÓN
En este laboratorio, seguimos trabajando con el elemento de memoria más importante, el cual está formado por un conjunto de compuertas lógicas. Una compuerta lógica por sí sola no tiene capacidad de almacenamiento, sin embargo, varias de ellas pueden interconectarse de cierta forma logrando almacenar informafción.
A continuación montaremos las diversas aplicaciones que presenta el Flip Flop,se utilizan varios arreglos y estos serán descritos en las siguientes páginas.
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Flip Flops
1. OBJETIVOS .- Aprender a usar e implementar Flip Flops en circuitos
secuenciales.- Implementar circuitos con Flip Flops para desplazar datos en
serie y el paralelo.- Implementar circuitos con Flip Flops en divisores de frecuencias.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO .2.1. Biestable.
El biestable o también llamado flip flop en ingles es un multivibrador capaz de mantenerse en uno de dos estados posibles durante un tiempo en ausencia de impulsos. Esto le permite memorizar información durante cierto tiempo. Por sus entradas el flip flop se puede dividir en:
2.1.1. Asíncronos:La característica de estos es que solo tienen entradas de control, tal es el caso del flip flop RS
2.1.2. Sincronos:Además de sus entradas de control tienen una entrada reloj. Las entradas son activadas por el reloj y puede ser activada por nivel alto (“H”) o por flanco (de subida o de bajada)
2.2. Biestable JK master slave.El flip flop maestro esclavo es básicamente 2 flip flop conectados entre si en serie, donde el clock tiene un pulso invertido. Las salidas Q del esclavo son devueltas a las entradas del maestro y viceversa con las 2 salidas del maestro se conecta al esclavo.
J K Qn-1 Qn
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 X 0
1 0 X 1
1 1 0 1
1 1 1 0
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Flip Flops
3. EQUIPOS Y MATERIALES .- PC con software de simulación- Módulo entrenador DET2220- Conectores chicos, medianos y grandes
4. PROCEDIMIENTO. 4.1. Registro de desplazamiento.
En esta parte se experimentó con un circuito que constaba de 4 flip flops JK , con clock en común.Para esto realizamos el siguiente montaje en el entrenador:
Ya montado, colocamos el RESET en alto, en la entrada colocamos un nivel alto y dimos pulsos al CLOCK.Al dar los golpes sucesivos al CLOCK, nos percatamos que este circuito, nos permitía transferir datos ya que cuando colocamos un 1en la entrada, apareció un 1 en la última salida E tras 4 estados de reloj, es decir 4 flancos positivos.Este circuito de activa por flanco. Los golpes de reloj tuvieron que ser rápidos para garantizar la transferencia de datos.
4.2. Registro de desplazamiento con acceso paralelo.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación, el circuito constaba de flip flops JK, inversores, puertas NAND, puertas AND y un CLOCK.El circuito se mostró de la siguiente forma:
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Flip Flops
En el circui
to observamos que al igual que el montaje anterion, este trnsfiere datos en cada flanco positivo de reloj. De QA hasta QD.En cuanto a su funcionamiento, observamos que cuando S y CM están en nivel alto, el CLOCK funciona y trnasfiere los datos en serie.
4.3. Contador en anillo.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación:
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U1A
74S00DU1B
74S00D
U1C
74S00DU1D
74S00D
U2A
74S00DU2B
74S00D
U2C
74S00DU2D
74S00D
U3A
74S05N
U3B
74S05N
U3C
74S05N
U3D
74S05N
U3E
74S05N
U4A
74S08D
U4B
74S08D
U4C
74S08D
U4D
74S08D
U5A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U5B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U6A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U6B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U7A
74S04D
U7B
74S04D
U7C
74S04D
U7D
74S04D
J1
Tecla = A S
J2
Tecla = A CM
J3
Tecla = A CLOCK
J4
Tecla = A RESET
VDD
5V
R1
1kΩ
R2
1kΩ
R3
1kΩ
R4
1kΩ
X1
2.5 V
X2
2.5 V
X3
2.5 V
X4
2.5 V
J5
Tecla = A A J6
Tecla = A B J7
Tecla = A C J8
Tecla = A D
R5
1kΩ
R6
1kΩ
R7
1kΩ
R8
1kΩ
Flip Flops
Para este circuito, elaboramos su tabla de verdad, para 8 golpes de reloj;
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U1A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U1B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U2A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U2B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
R1
1kΩ
R2
1kΩ
VDD5V
J1B
Key = 2
X1
2.5 V
X2
2.5 V
X3
2.5 V
X4
2.5 V
U3
20 Hz
CLOCK A B C D
1 1 0 0 0
2 1 1 0 0
3 1 1 1 0
4 1 1 1 1
5 0 1 1 1
6 0 0 1 1
7 0 0 0 1
8 0 0 0 0
Flip Flops
Si dibujamos al clock y a una forma de onda saliente, se mostraría de la siguiente forma:
Este cambio sería más lento, debido a que se divide la frecuencia entre 4 y en consecuencia se hace más lento.
En esta misma experiencia, implementamos el siguiente circuito también en el software de simulación:
De igual forma elaboramos su respectiva tabla de verdad:
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U1A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U1B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U2A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U2B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U3A
74AS10M
U4A74AS04M
X1
2.5 V
R2
1kΩ
J1B
Key = A
VDD5V
X2
2.5 V
X3
2.5 V
X4
2.5 V
U5
20 Hz
Flip Flops
A B C D
1 0 0 0
1 1 0 0
1 1 1 0
1 1 1 1
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
0 1 1 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
Este circuito comenzó a contar desde 1, nos permitió modificar la secuencia de datos.
4.4. Contador binario asíncrono.Para esto realizamos el siguiente montaje en el entrenador:
A partir del montaje, elaboramos la tabla de verdad:Se elaboró la tabla con flanco positivo.
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Flip Flops
A B C D DECIMAL
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Flip Flops
1 1 1 1 15
1 1 1 0 14
1 1 0 1 13
1 1 0 0 12
1 0 1 1 11
1 0 1 0 10
1 0 0 1 9
1 0 0 0 8
0 1 1 1 7
0 1 1 0 6
0 1 0 1 5
0 1 0 0 4
0 0 1 1 3
0 0 1 0 2
0 0 0 1 1
0 0 0 0 0
Se trató de un descontador desde 15 hasta 0.Es un descontador que se resetea cuando el valor es 0000.Cuando estábamos dando los pulsos de reloj, lo reseteamos y vuelve a 0000.
4.5. Contador binario sincrónico.Implementamos el siguiente circuito en el software de simulación.
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ACTIVADA POR FLANCO POSITIVO
U1A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U1B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U2A
74107N
1J1
~1Q 2
1CLK12
1K4
~1CLR13
1Q 3
U2B
74107N
2J8
~2Q 6
2CLK9
2K11
~2CLR10
2Q 5
U3A
74AS04M
U4A
74AS10NU5A
74AS08M
X1
2.5 V
X2
2.5 V
X3
2.5 V
X4
2.5 V
X5
2.5 V
U6
20 Hz
R1
1kΩ
J1A
Key = A
VDD5V
Flip Flops
Reseteamos el circuito y elaboramos su tabla de verdad:
A B C D
0 0 0 1
0 0 1 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 0 1
0 1 1 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
En cuento a su funcionamiento, podemos decir que comienza en 1, luego cuenta hasta 15, se resetea y vuelve a comenzar en 1.
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ACTIVADA POR FLANCO POSITIVO
Flip Flops
5. APLICACIÓN. Implementamos el circuito en el software de simulación, mostrándose de la siguiente forma:
U1A
7476N
1J4 1Q 15
~1Q 141K16
~1CLR
3
1CLK1
~1PR
2
U2A
7474N
1D2 1Q 5
~1Q 6
~1CLR
1
1CLK3
~1PR
4U3A
7432N
U3B
7432N
VDD5V
X1
2.5 V
U4
20 Hz
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Flip Flops
6. OBSERVACIONES.
En el desarrollo del circuito 3.23.3 se observo que a pesar de que se variaba la entrada en en el clock mientras la entrada S y CM no estuvieran en un nivel alto la señal no trabajaba y nos daba un estado indeterminado
Se observo que el cambio de estado era por flanco positivo ya que cuando se armo el circuito solo se lograban cambios en la salida si se hacia un cambio rápido de estado en el clock de lo contrario nos daba indeterminado
7. CONCLUSIONES.
Se pueden crear contadores con las basculas JK que vayan desde 0 a cualquier numero o también que comiencen en un numero aleatorio
Se logro el análisis del funcionamiento de las basculas JK en circuitos como contadores o como divisores de frecuencia lo que le da gran variedad a sus funciones.
8. BIBLIOGRAFÍA. - Floyd, Thomas (1996) Fundamentos de electrónica digital. México
D.F.: Limusa- John A. Dempsey. Electrónica Digital Básica. México Fondo
Educativo Interamericano(621.381D)
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