06-Otros circuitos secuenciales

Los biestables, junto con algunas puertas lógicas, son los componentes de circuitos más complejos con utilidad real. Entre éstos destacan:

  • Contadores
  • Registros de desplazamiento
  • Memorias

CONTADORES

Son circuitos cuya salida representa el número de impulsos que se han producido en la entrada, mostrando el resultado en sistema binario o en sistema decimal.

En el caso de contadores binarios se utilizan biestables JK síncronos, con las entradas a 1 para que se produzca la inversión de la salida con cada pulso de reloj. La salida de cada JK no sólo constituye un bit, sino que también sirve para accionar al siguiente JK:

Contador binario

(Pulsa en el bit del Clock o el del Reset para ver la animación)


Este tipo de contadores se denominan de rizado, y hay que notar que se activan por flanco descendente (o negativo), y que siempre hay una conexión de reseteo o puesta a cero. El caso representado es un contador BCD, pero también existen contadores decimales, hexa,...:

Contador decimal

(Pulsa en el bit del Clock o el del Reset para ver la animación)


REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO

Estos circuitos se utilizan para realizar la conversión de datos recibidos en serie y transformarlos en datos en paralelo, o viceversa. Es el tipo de elementos que se encuentran en los módem, para transformar los pitidos que llegan por la línea telefónica (unos y ceros) en bytes o palabras que se transmiten al ordenador, cuando se reciben datos. Cuando el ordenador envía datos, el proceso se invierte, y los bytes se transforman en unos y ceros que se envían como pitidos. Son similares a los multi y demultiplexores, con la ventaja de no necesitar patillas de selección, lo que les hace más rápidos. Por tanto, los dos tipos de registros de desplazamiento son:


  • Registro de carga serie y salida paralelo

Es una cadena de biestables de tipo D que van pasando la información al siguiente con cada pulso de reloj. Como ejemplo, la animación indica cómo se pasan los dígitos binarios 1, 1, 0, 1 en un número binario de cuatro dígitos:

Registro de carga serie y salida paralelo

(Pulsa en el bit del Clock o el del Reset para ver la animación)


  • Registro de carga paralelo y salida serie

En este caso también hay biestables tipo D, en los que se cargan los valores y después, con cada pulso de reloj, se van transmitiendo a los sucesivos biestables, y por tanto, van saliendo uno tras otro todos los bits. En el ejemplo, la animación indica cómo se transforma el binario 1101 en los cuatro dígitos:

Registro de carga paralelo y salida serie

(Pulsa en el bit del Clock o el del Reset para ver la animación)


MEMORIAS

Las características de memoria de los biestables, en particular los flips-flops tipo D, les hacen muy apropiados para su uso como células de memoria. Para escribir o leer un dato se habilita la conexión D o la Q, respectivamente, mediante dos elementos cuya misión es similar a un conmutador que conecta una u otra conexión a la línea de datos.


Cada una de estas celdas elementales constituye un bit de información. Acoplando varios de estos bits (32 ó 64) se obtiene un byte:


Un bloque de memoria tiene millones de estas unidades (la RAM de un ordenador se mide en megabytes -Mb- o en gigabytes -Gb-). Para seleccionar cada bloque existen decodificadores que envían un impulso a las entradas Clk deseadas, y otro previo para habilitar la lectura o la escritura de datos:



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