Informe practico
- 1. INFORME PRÁCTICO UNIVERSIDAD FERMIN TORO VICE-RECTORADO ACADEMICO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES
- 2. Introducción Para comenzar podemos decir que todo circuito que sea digital, para funcionar correctamente usan datos los cuales son binarios, esta pueden estar diseñados para contar, sumar, separar, entre otros, donde los datos dependerán de la necesidades de lo que se quiera construir, sin embargo el tipo de funcionamiento de las compuertas digitales, los datos presentes en las salidas de las mismas, cambian de acuerdo con sus entradas, y no hay manera debitarlo, si las entradas cambian, las salidas lo harán también, entonces para lograr mantener un dato o serie de datos en un lugar hasta que los necesitemos requerimos de las memorias, Ya que básicamente estas son sistemas que pueden almacenar uno o más datos evitando que se pierdan, hasta que nosotros lo consideremos necesario, es decir, pueden variar su contenido a nuestra voluntad. Ahora bien Podemos partir de que, en los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno y que el sistema secuencial más simple es el biestable, por otra parte, se tiene que el sistema secuencial requiere de la utilización de un dispositivo de memoria que pueda almacenar la historia pasada de sus entradas (denominadas variables de estado) y le permita mantener su estado durante algún tiempo, estos dispositivos de memoria pueden ser sencillos como un simple retardador o tan complejos como un circuito completo de memoria denominado multivibrador biestable o Flip-Flop. En el Siguiente trabajo podremos observar su funcionamiento y la importancia de los Flip Flops, este es el corazón de una memoria, este circuito es una combinación de compuertas lógicas, A diferencia de las características de las compuertas solas, si se unen de cierta manera, estas pueden almacenar datos que podemos manipular con reglas preestablecidas por el circuito mismo.
- 3. Pre-Laboratorio: ¿Qué es un flip flop? El "Flip-flop" es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados, que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Estos son ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas “registros”, para el almacenamiento de datos numéricos binarios. Se pueden clasificar en 2: Los Asíncronos: Sólo tienen entradas de control. El más empleado es el flip flop RS. Síncronos: Además de las entradas de control necesita un entrada sincronismo o de reloj. Entre sus tipos tenemos: SR o SC, J-K, D, y T
- 4. Investigar la tabla de la verdad, diagrama de tiempo y símbolo de los siguientes flip-flop: (a) J-K Este "flip-flop" es uno de los más usados en los circuitos digitales, y de hecho es parte fundamental de muchos circuitos avanzados como contadores y registros de corrimiento, que ya vienen integrados en un chip, cuenta con dos entradas de datos J y K, su función es en principio la misma que el Registro básico NAND o NOR. Es el más versátil de los flip-flops básicos, Tiene el carácter de seguimiento de entrada del flip-flop D sincronizado, pero tiene dos entradas, denominadas tradicionalmente J y K. Si J y K son diferentes, la salida Q toma el valor de J durante la subida del siguiente pulso de sincronismo. Si J y K son ambos low (bajo), entonces no se produce cambio alguno. Si J y K son ambos high (alto), entonces en la siguiente subida de clock la salida cambiará de estado. Una Estructura del Flip-Flop J-K, de manera simplicada es esta, Donde se puede nota que las salidas se retroalimentan para habilitar las puertas NAND. Esto es lo que le proporciona la acción de permutación cuando J=K=1.
- 5. Ahora bien su tabla de la verdad es: Por lo tanto (b) SR El flip-flop RS se puede construir a partir de puertas lógicas, Tiene tres entradas, S (de inicio), R (reinicio o borrado) y C (para reloj). Tiene una salida Q, y a veces también una salida complementada, la que se indica con un circulo en la otra terminal de salida. El símbolo indicador dinámico denota el hecho de que el flip-flop responde a una transición positiva ( de 0 a 1) de la señal de reloj. Su unidad básica (con compuertas NAND o NOR) se dibuja a continuación que, como actúa por "niveles" de amplitud (0-1) recibe el nombre de Flip-Flop RS activado por nivel (FF-RS-AN). Cuando no se especifica este detalle es del tipo Flip-Flop RS maestro- esclavo (FF-RS-ME). Sus ecuaciones y tabla de funcionamiento son: Q = S + q R* R S = 0 Ahora bien la tabla de la verdad es:
- 6. (c) D El "flip-flop" tipo D, sigue a la entrada, haciendo transiciones que coinciden con las de la entrada. El término "D", significa dato; este almacena el valor que está en la línea de datos. Se puede considerar como una celda básica de memoria. Ahora bien este cuenta con una entrada para hacer el cambio de las salidas. A cada pulso del reloj (dependiendo si el FF utiliza una TPP o una TPN) el estado presente en la entrada "D" será transferido a la salida Q y /Q. Una de las aplicaciones de mayor uso para este tipo de FF es al de la transferencia de datos de forma paralela, conectando varios FF tipo "D" a X número de bits, podemos hacer que la información de todos los bits pase inmediatamente a la salida de cada FF con sólo un pulso de reloj. Tabla de verdad de un FF tipo "D" Ahora bien la tabla de la verdad es:
- 7. (d) T El flip-flop T se obtiene del tipo JK cuando las entradas J y K se conectan para proporcionar una entrada única designada por T. El flip-flop T, por lo tanto, tiene sólo dos condiciones. Cuando T = 0 ( J = K = 0) una transición de reloj no cambia el estado del flip-flop. Cuando T = 1 (J = K = 1) una transición de reloj complementa el estado del flip-flop. Su unidad básica se dibuja a continuación que, como actúa por "niveles" de amplitud (0-1) recibe el nombre de Flip-Flop T activado por nivel (FF-T-AN). Cuando no se especifica este detalle es del tipo Flip-Flop T maestro-esclavo (FF-T-ME).
- 8. Su tabla de verdad es: Investigue las hojas técnicas de los flip-flop mencionados en la pregunta No. 2. 74LS73 Dual-Negativo-Edge-Triggered Master-Slave Chanclas J-K con salidas claras y complementarias
- 9. Descripción general Este dispositivo contiene dos disparadores independientes de borde negativo J-K flip-flops con salidas complementarias. El J y Los datos K se procesan mediante los flip- flops en el borde descendente del pulso del reloj El disparo del reloj se produce con un voltaje nivel y no está directamente relacionado con el tiempo de transición de la Borde negativo del pulso del reloj. Los datos sobre la J y las entradas K pueden cambiar mientras el reloj está ALTO o BAJO sin afectar las salidas, siempre y cuando la configuración y los tiempos de espera no son violados Un bajo nivel de lógica en el claro entrada restablecerá las salidas independientemente de los niveles de las otras entradas. DM7476 Dual Master-Slave J-K Flip-Flops with Clear, Preset, and Complementary Outputs Descripción general Este dispositivo contiene dos impulsos positivos independientes activados J-K flip-flops con salidas complementarias. El J y Los datos K son procesados por el flip-flop después de un reloj completo legumbres. Mientras el reloj está BAJO, el esclavo está aislado del dominar. En la transición positiva del reloj, los datos desde las entradas J y K se transfiere al maestro. Mientras el reloj está en ALTO las entradas J y K están deshabilitadas. Sobre el transición negativa del reloj, los datos del maestro son transferido al esclavo. El estado lógico de las entradas J y K no se debe permitir que cambie mientras el reloj esté ALTO.
- 10. Los datos se transfieren a las salidas en el borde descendente del pulso del reloj Un nivel lógico BAJO en el preajuste o claro las entradas configurarán o restablecerán las salidas independientemente de la lógica niveles de las otras entradas. DM7474 Dual Positive-Edge-Triggered D-Type Flip-Flops with Preset, Clear and Complementary Outputs Descripción general Este dispositivo contiene dos activadores de borde positivo independientes Biestables de tipo D con salidas complementarias. Los la información sobre la entrada D es aceptada por los flip-flops en el borde positivo del pulso del reloj. El desencadenante ocurre en un nivel de voltaje y no está directamente relacionado con el tiempo de transición del borde ascendente del reloj. Los datos sobre la entrada D puede cambiarse mientras el reloj está BAJO o ALTO sin afectar los resultados siempre y cuando los datos los tiempos de configuración y retención no se violan. Un nivel lógico BAJO en las entradas predefinidas o claras establecerán o restablecerán las salidas independientemente de los niveles lógicos de las otras entradas.. Qué significan los términos sincrónicos y asincrónicos: Flip-flop, es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en: Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las síncronas. Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS. En resumen se puede decir que: Asíncronos: Flip flops que sólo tienen entradas de control. El más usado es el flip flop RS. Síncronos: Flip flops que poseen entradas de control y una entrada de sincronismo o de reloj.
- 11. Investigue las características del CI 74LS14. Dibuje su configuración interna e indique la función de cada uno de sus pines. El circuito integrado 7414 consta de 6 inversores schmitt trigger con salida totem pole. Estos circuitos son usados cuando en las entradas vamos a tener niveles con ruido que pueden falsear los niveles de salida. La tabla de la verdad de cada inversor es muy sencilla, simplemente invertimos el valor de la entrada. Los inversores son muy usados en electrónica, gracias a ellos podemos adaptar circuitos que necesitan ser controlados por lógicas inversas. También combinando varios uno detrás de otro podemos generar retardos pequeños, necesarios a veces para acceder a circuitos de forma segura. Complete el diagrama de tiempos mostrado para el circuito de la figura, suponiendo que ambos flip-flops se hallan inicialmente en el estado “0”,
- 13. Actividades: I Parte. Flip Flop Básicos con Compuertas Lógicas. Dado realice el montaje complete la tabla de la verdad correspondiente.
- 14. Dado el circuito complete la tabla de la verdad correspondiente.
- 15. II Parte. Estudio y Funcionamiento del Flip – Flop Flip Flop como Divisor de Frecuencia: Dado el circuito de la figura No. 3 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento. a. Dibuje la señal d entrada y la señal de salida que se observan en el osciloscopio.
- 16. b. ¿Qué se observa en los leds? En este circuito la configuración toggle hace que el flip flop oscile al estado contrario por cada pulso recibido del reloj, se observa que tardan más en titilar con respecto a la entrada, esto sucede porque dos ondas diferentes ingresan a la entrada del reloj del flip flop, al mismo tiempo que otra señal ingresa en el pin Q, entonces tenemos que mientras la señal compuesta del reloj ejecuta el flanco de bajada, el pin 𝑄̅ cambia entre los valores 1 y 0, al mismo tiempo que en la otra salida. En otras palabras el flip flop divide la frecuencia entre 2 y logra que el led cambia de manera gradual debido a que su señal analógica que es recibida.
- 18. Estudio del Flip Flop como Contador: Dado el circuito de la figura No. 4 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento. a. ¿Qué comportamiento se observa en los leds? Se observa una secuencia de encendido en lógica positiva de una cuenta ascendente binaria de tres bits en cual es bit menos significativo LBS sería el de la izquierda Donde existe un conteo en binario en cada transición del clock, estos flip flop se encuentran conectados en cascada y por ende cada uno de ellos está dividendo la frecuencia, el primero entre 2 y el segundo entre 4, donde 2 del primer FF están multiplicado por 2 del segundo FF. Esta división causa un conteo entre los 2 FF desde 0 a 3. b. Realice una tabla de la verdad según lo que se observa. Explique
- 19. Estudio del Flip Flop Como pulsador Star / Stop: Dado el circuito de la figura No. 5 realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento. a. ¿Qué comportamiento se observa en el led? Existe un cambio de apagado al presionar el switch1 y otro cambio a encendido cuando se presiona nuevamente, repitiendo el ciclo infinitas veces. b. Explique su funcionamiento. La compuerta está asegurando que exista el voltaje correcto para hacer el cambio de estado, y de esta manera no entra ruido al flip flop J-K. po otr lado cada vez que se presiona hay un cambio de estado ya que J y K están en un estado lógico alto y el pulso está entrando por el clock, realizando un cambio cada vez que se presione.
- 20. Post-Laboratorio: 1.- Con el 74194 realiza un circuito secuenciador de Leds, es decir, que se desplace un Led encendido, (hay que realizar un pulso corto en el SR) Ejemplo de funcionamiento: 1000 0100 0010 0001 2.- ¿Cómo harías para que repita el ciclo siempre? Es decir: 1000 0100 0010 0001 1000 0100
- 21. Conclusión El presente trabajo planteó como objetivo primario el de estudiar los funcionamientos de un FLIP FLOP, y gracias a este trabajo logramos conocer que básicamente este es una celda binaria capaz de almacenar un bit, este posee dos salidas que le permiten en una deja salir la información de valor normal y la otra es para los valores complementarios. Ahora bien se logró conocer que los elementos de memoria que se utilizan en los circuitos secuenciales de reloj se llaman flip–flops y que dichos circuitos son capaces de almacenar información, cm antes ya mencionado. Estos tienen dos salidas, una para valor normal y otra para el valor complementario del bit almacenado en él. Por lado se conoció a su vez se aprendió que los flip flops poseen dos estados estables, uno a nivel alto (1) lógico y otro a nivel bajo 0 lógico Para concluir debe tener en cuenta, que los flip flops son importantes debido a que estos componentes electrónicos ayudan en la industria, como divisores de frecuencia, como circuitos de enclave, como contadores; como circuitos de memoria temporal y sobre todo como acopladores o acondicionadores de señal entre tarjetas o máquinas.