Proyecto Número 7

Flip Flops

Introducción

Los circuitos secuenciales funcionan como elementos de realimentación para un circuito combinacional o procesador de datos. Al mencionar elementos de memoria, se incorpora también una variable que no se consideraba en los circuitos combinacionales, como el tiempo.

Dichos circuitos se clasifican en síncronos y asíncronos. La conexión y el acoplamiento cruzado mediante la salida de una compuerta a la entrada de otra establecen una trayectoria de retroalimentación. Por tal motivo los circuitos se clasifican como secuenciales asíncronos. Cada Flip – Flop tiene dos salidas Q y Q', y dos entradas, SET para ajustar y RESET para restaurar.

Pre-Laboratorio

1. ¿Qué es un flip flop?

Se define como un multivibrador el cual puede estar en uno de dos estados durante un tiempo indefinido en ausencia de perturbaciones. Esta es una característica ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información.

2. Investigar la tabla de la verdad, diagrama de tiempo y símbolo de los siguientes flip-flop:

* Flip Flop JK:

* Flip Flop:

* Flip Flop D:

* Flip Flop T:

3. Investigue las hojas técnicas de los flip-flop mencionados en la pregunta No. 2.

4. ¿Qué significan los términos sincrónicos y asincrónicos?

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.

5. Investigue las características del CI 74LS14. Dibuje su configuración interna e indique la función de cada uno de sus pines.

El circuito integrado 7414 está compuesto de 6 inversores schmitt trigger con salida totem pole. Este tipo de circuitos son utilizados cuando en las entradas que tienen niveles con ruido que pueden falsear los niveles de salida.

La tabla de la verdad de cada inversor es muy simple, sólo se invierte el valor de la entrada.

Los inversores son muy utilizados en Electrónica, con ellos se pueden adaptar circuitos que necesitan ser controlados por lógicas inversas. También combinando varios uno detrás de otro es posible generar retardos pequeños, necesarios a veces para acceder a circuitos de forma segura.

6. Complete el diagrama de tiempos mostrado para el circuito de la figura, suponiendo que ambos flip-flops se hallan inicialmente en el estado “0”.

Actividades

Parte 1: Flip Flop Básicos con Compuertas Lógicas.

1. Dado el circuito de la figura No. 1 realice el montaje en el protoboard, pruebe su funcionamiento y complete la tabla de la verdad correspondiente.

Qt R S Qt+1 Q’t+10 0 0 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 1 X X1 0 0 1 01 0 1 1 01 1 0 0 11 1 1 X X

2. Dado el circuito de la figura No. 2 realice el montaje en el protoboard, pruebe su funcionamiento y complete la tabla de la verdad correspondiente.

CLK Qt D Qt+1 Q’t+10 0 0 0 10 0 1 0 10 1 0 1 00 1 1 1 01 0 0 0 11 0 1 1 01 1 0 0 11 1 1 1 0

Parte 2: Estudio y Funcionamiento del Flip-Flop

1. 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.

b. ¿Qué se observa en los leds?

Se observa que tardan más en titilar con respecto a la entrada. Esto quiere decir que el flip flop divide la frecuencia entre 2.

2. 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 logra observar que 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 (2 del primer FF 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.

CLK Q2 Q11 0 00 0 11 0 10 1 01 1 00 1 11 1 10 0 0

3. 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. ¿Que comportamiento se observa en el led?

Cuando se presiona sw1 ocurre un cambio de apagado, y cuando se presiona nuevamente ocurre otro cambio a encendido, de modo que se repite el ciclo un sin límite de veces.

b. Explique su funcionamiento.

Bueno, respecto al 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.

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.

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

Añadiría Q3 conectado al SR. Haciendo esto, el desplazamiento ocurrirá una infinidad de veces, y todo esto gracias a la carga del dato en d0, d1, d2 y d3.

Conclusión

Tras el desarrollo de la práctica se puede concluir que el protoboard es indispensable para probar el funcionamiento de los circuitos combinacionales, secuenciales y para el desarrollo de un contador binario y decimal. También, se ha podido identificar la diferencia entre un circuito combinacional y uno secuencial.

Ha sido posible comprender la manera en que los Flip-Flops permiten almacenar valores en memoria.

Se concluye también la importancia de las tablas de verdad como herramientas para obtener conclusiones respecto al funcionamiento u operación de los circuitos realizados.

Se han analizado e interpretado correctamente los datos resultantes en las tablas de verdad, dando lugar a importantes aplicaciones prácticas sobre el uso de cada uno de los circuitos mostrados.

Jhoan Linarez

24.398.051