Digitpri - electronica avansada

PRINCIPIOS DE
ELECTRÓNICA DIGITAL
La electrónica digital es una herramienta muy importante en los sistemas de con-
trol industriales, procesos de datos e infinidad de equipos como son: calculadoras
electrónicas, vídeo juegos, ordenadores, telefonía móvil, etc. Sin embargo la lógica
en que se basa, o lógica de conmutación, basada a su vez en el álgebra de Boole,
está siendo rápidamente suplantada, en diferentes campos de aplicación, por la
lógica denominada Fuzzy o lógica difusa.
ÁLGEBRA DE BOOLE
Es la herramienta fundamental de la electrónica digital, constituyendo su base
matemática. El álgebra de Boole es un conjunto que consta de dos elementos 0 y
1 que no siempre representan números. Pueden ser:
0 ⇒ Falso ⇒ Apagado ⇒ No tensión ⇒ Interruptor abierto ⇒ etc.
1 ⇒ Verdadero ⇒ Encendido ⇒ Tensión ⇒ Interruptor cerrado ⇒ etc.
Operadores, postulados, propiedades, teoremas y leyes
Operadores
Suma a+b Producto a·b Complementación a’ o a
Postulados
Existe un complementario 1=+ aa 0=⋅aa
Idempotencia aaa =+ aaa =⋅
Existe un elemento neutro aa =+ 0 00 =⋅a
Dominio del 0 y del 1 11 =+a aa =⋅1
Doble complementación aa =
Propiedades
conmutativa abba +=+ abba ⋅=⋅
distributiva ( ) ( )cabacba +⋅+=⋅+ ( ) cabacba ⋅+⋅=+⋅
asociativa ( ) ( ) cbacbacba ⋅⋅=⋅⋅=⋅⋅ ( ) ( ) cbacbacba ++=++=++

Teoremas
Absorción ( ) abaa =⋅+ ( ) abaa =+⋅
Unicidad de
complementario
01 será
=→= aa
01 será
=→= aa
aa →sólo
aa →sólo
Dualidad ( ) ( )babababa +⋅+≡⋅+⋅
Leyes de De Morgan
dcbadcba +++=⋅⋅⋅ dcbadcba ⋅⋅⋅=+++
Funciones algebraicas
Función lógica
Es una expresión algebraica en la que se relacionan entre sí las variables binarias
por medio de operaciones básicas: producto lógico, suma lógica e inversión.
De forma general podemos expresar una función lógica de la forma:
( )L,,, cbaff =
El valor de f depende del valor de las variables a, b, c …
Una función lógica podría ser: ( ) ( )baaccbabaf +⋅⋅++⋅+⋅= . Las variables
pueden tomar los valores 0 o 1. Si a una variable le asignamos el valor 1=a la
variable complementada es 0=a , pero si asignamos 0=a entonces 1=a .
De una función lógica, se dice, que la función se hace cierta para las combina-
ciones de las variables que expresa.
Función canónica
Es una expresión en la que todos sus términos contienen todas las varia-
bles, bien de forma directa o complementada.
Se denomina minterm, al término expresado como productos de las variables, y
maxterm al expresado como sumas.
Es un minterm: dcba ⋅⋅⋅ . Es un maxterm: dcba +++
Una función expresada en minterms:
dcbadcbadcbadcbadcbaf ⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=
Una función expresada en maxterms:
( ) ( ) ( )dcbadcbadcbaf +++⋅+++⋅+++=

El número máximo de términos que puede tener una función canónica será igual a
2n
, donde n es el número de variables.
Tabla de verdad
Es una relación ordenada donde se indican los términos canónicos que hacen
verdadera la función. Se suele colocar en la primera columna el equivalente deci-
mal del término, en la segunda columna los términos en binario y en la tercera se
indican con 1 los que hacen verdadera la función y con 0 los que no.
Decimal a b c f
0 0 0 0 1
1 0 0 1 1
2 0 1 0 0
3 0 1 1 1
4 1 0 0 1
5 1 0 1 1
6 1 1 0 0
7 1 1 1 0
De la tabla de verdad indicada podemos obtener la función canónica:
( ) cbacbacbacbacbaff ⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅== 5,4,3,1,0
Paso de función no canónica a canónica
Si tenemos una función no canónica, expresada como suma de productos, pode-
mos convertirla en canónica multiplicando cada término por la suma de la variable
que le falte en forma directa y complementada
( ) cbacbbaacbaf ⋅⋅+⋅+⋅+=,,
( ) ( ) ( ) ( ) cbaaacbccbaccbbaf ⋅⋅++⋅⋅++⋅⋅++⋅+⋅=
Deshaciendo los paréntesis tendremos:
abccbacbacbabcacbacbacababcf ++++++++=
Observamos si existen términos repetidos. Si así fuera los simplificamos, dejando
sólo uno de ellos.

cbacbacbacbabcacbacbacababcf ///++///++++++=
Quedando la función:
cbacbabcacbacbacababcf ++++++=
En el caso que la función venga expresada como productos de sumas, a cada
término le sumaremos el producto de la variable directa y complementada.
( ) ( ) ( ) ( )cbababacbaf ++⋅+⋅+=,,
Para transformarla en canónica:
( ) ( ) ( ) ( )cbaccbaccbacbaf ++⋅⋅++⋅⋅++=,,
Aplicamos la propiedad distributiva a la función
( ) ( ) ( ) ( ) ( )cbacbacbacbacbaf ++⋅++⋅++⋅++⋅++=
y eliminamos los términos repetidos:
( ) ( ) ( ) ( ) ( )cbacbacbacbacbaf /+/+/⋅++⋅++⋅++⋅++=
Sobre la tabla
Directamente sobre la tabla se pueden obtener los términos canónicos. Si supo-
nemos la función:
( ) cbbaacbaf ⋅+⋅+=,,
tenemos tres términos no canónicos.
El término a comprenderá todos los términos canónicos que tengan dicha variable
en forma directa. Sobre la tabla colocaremos un 1 en las casillas que le corres-
pondan. Lo mismo haremos para los otros dos términos no canónicos.
0
00 01 1110
a
bc
1 11 1
0 1 2 3
4 5 6 7
1
00 01
a
bc
0 1 2 3
4 5 6 7
0
1
01 1110
a
bc
1
1
1
0 1 2 3
4 5 6 7
a = a·b·c + a·b·c + a·b·c + a·b·c a·b = a·b·c + a·b·c
1 1 1
bc = a·b·c + a·b·c
1
1
1 1
11
11
0
1 10 1 00
De esta forma, hemos ocupado todas las casillas que contempla la función.

ELECTRÓNICA DIGITAL
Lógica positiva y lógica negativa
Las variables lógicas sólo podrán tomar numéricamente los valores 0 y 1, pero
eléctricamente estos dos valores vienen definidos por dos niveles de tensión bien
distintos.
Debido a como se asignen estos niveles de tensión pueden aparecer dos tipos de
lógica: lógica positiva y lógica negativa.
v
-v
1
0
1
1
0
0
v
-v -v
v Si al 1 lógico se le asigna un valor de
tensión más positivo que al 0 lógico,
como en los casos representados, la
lógica es positiva.
v
-v
1
0
11
0
0
v
-v -v
v Si por el contrario el 1 lógico tiene un
valor más negativo de tensión que el 0
lógico, la lógica es negativa.
Representación de operadores lógicos
Eléctricamente las operaciones del álgebra de Boole son realizables por medio de
interruptores. Un interruptor puede tener sólo dos estados: abierto y cerrado.
Podemos asignar el estado abierto al estado directo de la variable y el estado ce-
rrado al estado complementado de la misma (o a la inversa).
No se utiliza la simbología de contactos para representar, en electrónica, las ope-
raciones lógicas. Utilizamos otros símbolos, que reciben el nombre de puertas,
con formas diferentes para indicar el tipo de puerta en la simbología antigua y no
estandarizada, y con igual forma, pero con indicaciones del tipo de puerta, en la
simbología nueva y estandarizada según la norma IEC.
Las puertas indicadas son de dos entradas para que resulte más sencillo com-
prender su función. Existen puertas de mayor número de entradas.
El símbolo de complementación o inversión
En la simbología antigua o americana, la inversión se indica con un círculo tanto
en las entradas como en las salidas de los símbolos.
En la simbología IEC se pueden utilizar estos símbolos de inversión, pero se está
extendiendo más la indicación con triángulos, tal como se ve en el símbolo de
inversión dibujado posteriormente. Esta será la indicación de inversión utilizada
para los símbolos IEC que utilicemos normalmente.

Operación suma Operación producto Operación inversión
Función
lógica
baf += baf ⋅= af =
Operador
eléctrico
Símbolos
lógicos
a b f a b f
0 0 0 0 0 0 a f
0 1 1 0 1 0 0 1
1 0 1 1 0 0 1 0
1 1 1 1 1 1
Tabla
de verdad
Operación suma NOR
Operación producto
NAND
Función
lógica
babaS ⋅=+= babaf +=⋅=
Símbolos
lógicos
a b f a b f
0 0 1 0 0 1
0 1 0 0 1 1
1 0 0 1 0 1
1 1 0 1 1 0
Tabla
de verdad

Otros inversores
Con una puerta NOR o una puerta NAND podemos obtener inversores al conectar
entre sí sus entradas, tal como se indica
OR exclusiva, exclusión o EXOR
NOR exclusiva, equivalencia o
EXNOR
Función
lógica
baf ⊕= baS ⊕=
Operador
eléctrico
Símbolos
lógicos
a b f a b f
0 0 0 0 0 1
0 1 1 0 1 0
1 0 1 1 0 0
1 1 0 1 1 1
Tabla
de verdad
Simplificación de funciones
Una vez obtenida la función canónica de un determinado proceso, es posible en-
contrar una función lógica, equivalente a la anterior, que tenga el mínimo número
de términos, sin que por ello varíe la función.
Son tres los métodos de simplificación que se pueden utilizar: algebraico o por
Boole, tabular o de Karnaugh y numérico o de Quine - McCluskey.
Los tres métodos se basan en la existencia del complementario del álgebra de
Boole, así recordarás que: 1=+ aa y que 0=⋅aa .
También necesitamos aplicar aaa =+ , lo que nos indica que ante términos repe-
tidos sólo es necesario dejar uno, o por el contrario, podremos duplicar o utilizar un
término cuantas veces necesitemos en la simplificación.

Esto nos produce, ante la existencia de dos términos canónicos que tengan todas
sus variables iguales salvo una, que se puedan simplificar como sigue:
( ) dcbdcbaadcbdcbadcba =⋅=+=+ 1
( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )cbacbaddcbadcbadcba ++=⋅+++=+⋅++=+++⋅+++ 1
En este capítulo sólo trataremos el método algebraico y el método de Karnaugh.
Nos encontraremos con términos que no provocan en las salidas ni el estado lógi-
co 1 ni el estado 0. En estos casos, la salida se representa por X y, en los mapas
de Karnaugh, podemos considerar que su valor es 1 o 0 según interese. Éstos
términos se denominan indiferentes.
Método algebraico
Utiliza los postulados, propiedades, teoremas y leyes del álgebra de Boole cuando
la función a simplificar no es canónica.
Pero, en el ejemplo que sigue se aplica directamente lo indicado en la sección
anterior, pues partimos de una función canónica.
Si tenemos la función:
( )=15,14,13,12,8,6,4,1f
abcddabcdcabdcabdcbadbcadcbadcba +++++++=
Agruparemos, separados por unas barras, los términos simplificables si cambian
en una sola de sus variables, duplicando, en estos agrupamientos, el término que
creamos conveniente.
A continuación, eliminamos la variable que cambia en cada par de términos agru-
pados, quedando un solo término, como resultado del agrupamiento, con una va-
riable menos.
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
dbcabccabdcadcbdcba
aadbcddabcddcabbbdcaaadcbdcba
dbcadabc
dabcabcddcabdcabdcabdcbadcabdcbadcbaf
+++++=
=++++++++++=
=++
++++++++=
Con los términos resultantes volvemos a realizar agrupamientos con la misma
intención, hasta llegar a términos no simplificables.
( ) ( )
abdbdcadcba
ccabccdbdcadcba
abccabdbcdcbdcadcbaf
+++=
=+++++=
=+++++=

El resultado obtenido ha sido intencionado, ya que es difícil llegar normalmente,
por este método, a una de las funciones más simplificadas.
Por esto debemos utilizar alguno de los métodos tabulares o numéricos que hay.
Método tabular de Karnaugh y Veitch
Para este método se utilizan tablas gráficas para funciones de 2, 3, 4, 5 y hasta de
6 variables. La utilización de este método para funciones de más variables resulta
compleja, por lo que se debe utilizar el método numérico de Quine – McCluskey de
forma manual con funciones no muy extensas o por medios informáticos, ya que
este método lo permite.
Esta disposición conveniente, nos permite visualizar rápidamente los términos que
se diferencian en una sola variable y, por lo tanto, eliminarla. Para ello las tablas
tienen la particularidad de que los términos adyacentes en las filas y columnas
sólo se diferencian en una de sus variables; para eso se disponen de la forma: 00,
01, 11, 10.
Ante una función canónica determinada, se colocará un 1 en las casillas corres-
pondientes a los términos que contenga la función.
Es importante señalar que las tablas son cíclicas por los lados, por arriba y por
abajo, es decir, en la tabla para cuatro variables los términos de la columna de la
izquierda son adyacentes con los de la derecha, como en el caso del 0100 con el
0110; y los de la fila superior son adyacentes con los de la fila inferior, como el
0011 con el 1011.
En esta representación intentamos agrupar un número de términos adyacentes,
siempre en un número que sea una potencia de dos, y que varían en una, dos
tres, etc., variables.
Sobre las tablas que siguen se indican algunos tipos de agrupamientos.
Serian ejemplos de agrupamientos de 8 ! y de 2 ":

Los que siguen son ejemplos de agrupamientos de 4:
Método
Se pretende obtener la función más simple, partiendo de una expresión canónica.
Agrupamientos mayores dan lugar a términos simplificados de menor número de
variables.
Se puede recoger un término en cuantos agrupamientos sean necesarios, ya que
esto nos llevará a una expresión más simple.
Si tenemos la función de cuatro variables:
( )=15,14,13,12,8,6,4,1f
abcddabcdcabdcabdcbadbcadcbadcba +++++++=
1. Instalamos los términos en sus casillas, asignándoles un uno.
2. Realizamos los agrupamientos mayores posibles, que en este caso son dos de
cuatro términos.
3. Realizamos los agrupamientos de menor tamaño, en este caso tenemos uno de
dos términos.
4. Los términos que no se puedan agrupar con otros se dejan íntegros en la fun-
ción simplificada. En este caso hay uno.
La función resultante de la simplificación será:
abdbdcadcbaf +++=
Se han podido realizar otros tipos de agrupamientos,
pero ninguno de ellos nos dará una función más simple.
Si la función viene expresada en maxterms el proceso
sería el mismo.
Es importante obtener la función en minterms y en
maxterms para comprobar cual de ella resulta más
simple.

Realización de funciones con puertas lógicas
Podemos utilizar cualquier tipo de puerta en la realización de una función lógica
pero la tendencia, por economía a nivel industrial, es utilizar un solo tipo de ellas,
fundamentalmente NAND o NOR, ya que podemos obtener las otras a partir de
ellas y tienen la ventaja de llevar implícita también la inversión.
Venga la función expresada como sumas de productos o productos de sumas, se
puede realizar tanto con puertas NAND como con puertas NOR. El procedimiento
seguido sería similar, teniendo en cuenta qué tipo de función tenemos y qué tipo
de puertas queremos utilizar.
Realización con puertas NAND
Función expresada como suma de productos
abdbdcadcbaf +++=
1. Se aplica siempre a toda la función dos inversiones. De esta forma la función
no varía.
abdbdcadcbaf +++=
2. Deshacemos una de las inversiones generales aplicando De Morgan.
abdbdcadcbaabdbdcadcbaf ⋅⋅⋅=+++=
3. Todos son productos invertidos, luego todos ellos se pueden realizar con puer-
tas NAND.
1 11 1

Circuitos combinacionales
Todos los circuitos digitales, por muy complejos que estos sean, están realizados
con puertas lógicas. Podemos diferenciar entre unos que se denominan combina-
cionales y otros denominados secuenciales. Podemos decir, genéricamente, que
los primeros no son función del tiempo y los segundos sí.
Definimos como:
° Circuito combinacional aquel cuya salida sólo depende del estado que
tengan las variables de entrada, cuando se actúa sobre él.
° Circuito secuencial aquel cuya salida no sólo depende del estado de sus
entradas sino también del estado que tenga su salida, al actuar sobre él.
Comparadores
Un circuito comparador, como su nombre indica, se encarga de comparar dos
datos binarios, A y B, de igual número de bits, entregándonos en sus salidas la
información del resultado de la comparación.
Nos puede dar tres informaciones, según la salida activada:
1. Si A < B
2. Si A = B
3. Si A > B A>B
A>B
D
Salidas
Entradas
Cascada
Datosa
comparar
COMP
A
BD
A=B
A=B
A<B
A<B
El símbolo genérico que podemos asociar a un comparador sería el indicado, don-
de en las entradas introducimos DA y DB, que son los datos a comparar. Las entra-
das en cascada, indicadas por A < B, A = B y A > B, se utilizan para introducir la
información proveniente de otro comparador, de forma que se puedan comparar
datos de un número cualquiera de bits.
Representamos a continuación la tabla de verdad del comparador más simple, de
un bit.
Entradas Salidas
A B A < B A = B A > B
0 0 0 1 0
0 1 1 0 0
1 0 0 0 1
1 1 0 1 0

De la tabla podemos deducir los siguientes productos lógicos que nos producen
indicación sobre la salida correspondiente:
• Para la salida A<B se produce BA que se corresponde a una puerta AND.
• Para la salida A = B se producen BAAB + que se corresponde a una
puerta XNOR.
• Para la salida A>B se produce AB que se corresponde a una puerta AND.
Con estas últimas indicaciones se pretende que se comprenda que cualquier cir-
cuito, ya sea combinacional o secuencial, se realiza mediante puertas lógicas,
como iremos viendo en los ejercicios.
Sumador
Cuando es necesario sumar dos datos binarios, teniendo en cuanta el acarreo
proveniente de una operación anterior, se utiliza un circuito denominado sumador.
Sin embargo, si no es necesario tener en cuenta el acarreo de una operación ante-
rior, se utiliza un circuito denominado semisumador.
Las entradas al sumador serán los dos datos a sumar A y B y el acarreo anterior
denominado C0; las funciones de salida, la suma S y el acarreo C.
Se expone por simplicidad la tabla de un sumador de dos datos de 1 bit.
A B C0 S C1
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
Σ
Σ
Σ
Σ
CC
B
B
B
B
A
A
A
A
1
1
1
2
2
2
3
3
3
4
4
4
0 4
SUM
En la figura de la derecha aparece el símbolo de un sumador de dos datos de cua-
tro bits.
Codificación, decodificación y transcodificación
Codificar consiste en establecer una correspondencia entre una información pri-
maria de cualquier tipo, normalmente decimal, y una información secundaria siem-
pre en binario, es decir, partimos de una información de cualquier tipo y obtene-
mos una información binaria. Ejemplos, de decimal a binario o de hexadecimal a
binario.
Decodificar es la operación contraria, es decir, partiendo de una información bina-
ria obtenemos una información de otro tipo. Ejemplos, de binario a decimal o de
binario a hexadecimal.

Transcodificar o convertir el código, es partir de una información no binaria a otra
información no binaria. Ejemplos, de hexadecimal a decimal o de decimal a hexa-
decimal.
A continuación se expone la tabla de verdad de un decodificador de decimal a
binario.
DECIMAL (E)
1 2 3 4 5 6 7 8 9
BCD (S)
D C B A
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1 0
0 0 0 0 0 0 1 0 0
0 0 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 1 0 0 0 0
0 0 0 1 0 0 0 0 0
0 0 1 0 0 0 0 0 0
0 1 0 0 0 0 0 0 0
1 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0
1 0 0 1
0 0 0 1
1 1 1 0
0 1 1 0
1 0 1 0
0 0 1 0
1 1 0 0
0 1 0 0
1 0 0 0
De la tabla anterior obtenemos las funciones de salida:
A E E= +8 9
B E E E E= + + +4 5 6 7
C E E E E= + + +2 3 6 7
D E E E E E= + + + +1 3 5 7 9
DEC/BCD
A
9 9
8 8
7 7
6 6
5 5
4 4
3
2
2
1
1
03
3
2
1
B
C
D
realizables con puertas lógicas
El símbolo normalizado para un tipo de codificador de decimal a binario es el dibu-
jado.
Decodificadores
Son circuitos combinacionales de varias entradas y varias salidas. Tienen un nú-
mero n de entradas para 2
n
salidas.
Con una combinación binaria de la entrada se selecciona una de sus salidas.

En los decodificadores las entradas suelen ser activas a nivel alto mientras las
salidas se hacen activas por niveles bajos.
El símbolo de este tipo de circuito, para un caso de decodificador de binario a de-
cimal, es el que se indica.
BCD/DEC
A
9 9
8 8
7 7
6 6
5 5
4 4
3
2
2
1
00
1
8
3
4
2
1
B
C
D
Su tabla de verdad
ENTRADAS SALIDAS
Nº D C B A 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
2 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
3 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1
4 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1
5 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1
6 0 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1
7 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1
8 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1
9 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0
1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
INVÁLIDAS
1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Multiplexores
Son circuitos en los que sus entradas de control seleccionan una entrada entre
varias, para llevar la información de ésta a una única salida.
Para N líneas de entrada y n entradas de control la relación entre ellas es n
N 2= .

A la izquierda, representamos un esquema eléctrico de un multiplexor de cuatro
entradas que nos ayuda a comprender el funcionamiento de estos circuitos. A la
derecha, el símbolo normalizado de un multiplexor de ocho entradas.
E
C C
E
E
S
E
0
0 1
1
2
3
MUX
6
5
3
2
2
1
1
0
0
G
0
EN
7
7
4
La tabla de verdad de un multiplexor de cuatro entradas es:
Entradas de control Salida
C1 C0 S
0 0 E0
0 1 E1
1 0 E2
1 1 E3
Su función lógica:
S C C E C C E C C E C C E= + + +1 0 0 1 0 1 1 0 2 1 0 3
Demultiplexores
Son circuitos que, con sus entradas de control, seleccionan una línea de salida
entre varias, para llevar la información de su única entrada a la salida seleccionada.
Los circuitos decodificadores comerciales realizan también la función de demulti-
plexado.
Circuitos secuenciales
Los circuitos lógicos reseñados hasta ahora los hemos denominado combinaciona-
les porque sus salidas sólo dependían de los valores de sus entradas.
Sin embargo, en un circuito secuencial el estado de sus salidas depende del esta-
do de sus entradas, pero también depende del estado interno del circuito y de la
secuencia con que se introduzcan sus entradas.

Biestables
Un biestable es un circuito electrónico capaz de memorizar una información. Dicho
de otra forma, capaz de posicionarse en un estado interno indefinidamente (estado
estable), mientras no se actúe sobre él, entregándonos en su salida un nivel alto o
bajo de información.
Tipos de biestables
Los podemos clasificar según diversas características.
• Lógica de disparo: RS (Reset-Set), JK, D (Delay) y T (Toggle).
• Tipo de disparo: por nivel, flanco de subida o de bajada.
• Sincronismo de disparo: asíncronos y síncronos.
Un biestable asíncrono tiene poca utilidad o se utiliza en aplicaciones donde reali-
za una función individualizada. La mayoría de los biestables comercializados son
síncronos o como tales forman un conjunto con una función muy específica, como
contadores o registros.
Un biestable síncrono puede ser disparado de dos formas: por nivel o por flanco.
Un biestable, se dice, que es disparado por nivel si sólo es necesario que esté
presente un valor característico (nivel lógico) de tensión en su entrada de reloj,
para que al presentar un nivel lógico en su entrada de información el biestable se
dispare.
Si para disparar el biestable es necesario que, estando presente la información, la
entrada de reloj reciba un flanco ascendente o descendente con el cual se dispara,
decimos que el biestable está disparado por flanco y en este caso suele recibir el
nombre de biestable Edge-Triggered.
Los biestables suelen recibir también los nombres de básculas y flip-flop.
Biestable RS asíncrono con puertas NOR
Está formado por dos puertas NOR conectadas tal como se indica, y su símbolo
normalizado es el representado.
Q
Q
Q
R1 2
1
R Q
S2S
R
S

En las tablas que siguen, se puede observar los diferentes efectos de las entradas
R y S sobre las salidas ( 1t1t QyQ ++ ), teniendo en cuenta el estado anterior de las
mismas ( tt QyQ ).
S R Qt Qt+1
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0 S R Qt+1
0 1 1 0 0 0 Qt
1 0 0 1 1 0 1
1 0 1 1 0 1 0
1 1 0 Ind. 1 1 Ind.
1 1 1 Ind.
Tabla característica Tabla de transición o próximo estado
Qt Qt+1 S R
0 0 0 Ind.
0 1 1 0
1 0 0 1
1 1 Ind. 0
Tabla de excitación
Cualquiera que sea la combinación de las salidas, si las dos entradas se ponen a
0, las salidas no cambian. A este estado de las entradas, en el que se conserva el
estado que tenían las salidas, se le denomina cerrojo (Latch), y es el principio del
funcionamiento de estos circuitos como elementos de memoria.
Si las dos entradas se ponen a 1, las dos salidas se ponen a 0. Este último efecto
nos produce un estado de indeterminación (Ind.), del que es necesario conocer
su existencia para evitarlo.
Cualquiera que sea el estado de las salidas al poner S a 1, la salida Qt+1 pasa a 1
y la Qt+1 a 0, denominamos este efecto puesta a 1 al poner la salida Qt+1 a 1.
Cualquiera que sea el estado de las salidas, al poner R a 1 la salida Qt+1 pasa a 0
y la Qt+1a 1, denominamos este efecto puesta a 0 al poner la salida Qt+1 a 0.

Cronogramas
Para completar el análisis de un bloque secuencial se utiliza una representación
gráfica de todas las señales que se producen en sus entradas y salidas en función
del tiempo.
Se dibujan sobre unos ejes horizontales las entradas de un bloque secuencial en
función del tiempo, indicando como evolucionan las salidas para una determinada
combinación de las entradas y salidas. Para el biestable con puertas NOR sería el
indicado.
Q
Q
R
S
Biestable RS asincrono con puertas NAND
El esquema del biestable R-S con puertas NAND es el indicado
Q
Q
Q
1 1
R
Q
2 2
S
R
S &
&
Sus tablas
S R Qt Qt+1
0 0 0 Ind.
0 0 1 Ind.
0 1 0 1 S R Qt+1
0 1 1 1 0 0 Ind.
1 0 0 0 1 0 0
1 0 1 0 0 1 1
1 1 0 0 1 1 Qt
1 1 1 1
Tabla característica Tabla de transición o próximo estado

Qt Qt+1 S R
0 0 1 Ind.
0 1 0 1
1 0 1 0
1 1 Ind. 1
Tabla de excitación
En las tablas de estados se indican las diferencias con el biestable de puertas
NOR, indicadas también en el cronograma.
Q
Q
R
S

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