15-03971 Carlos Rodriguez Práctica #3.docx

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   Universidad Simón Bolívar Sede Litoral Departamento De Tecnología Industrial Laboratorio De Circuitos Digitales/TI-2285 Profesor: David Leal PRÁCTICA #3: DISEÑO DE UN DADO DIGITAL.  Nombre / Carnet: Carlos Rodríguez / 15-03971 Camurí Grande, Noviembre de 2018  INTRODUCCIÓN En la lógica combinacional las salidas están determinadas sólo por los estados existentes en las entradas. En la lógica secuencial sin embargo, las salidas están determinadas no sólo por las entradas sino también por la secuencia de entradas que condujeron al estado existente, las que precedieron. En otras palabras el circuito posee memoria. Un circuito secuencial con reloj consiste en un grupo de flip-flops y compuertas combinacionales conectados para formar un camino de retroalimentación. Los flip-flops son indispensables porque, sin ellos, el circuito se reduce a un circuito puramente combinacional (suponiendo que no haya retroalimentación entre las compuertas). Un circuito con flip-flops se considera secuencial aunque no tenga compuertas combinacionales. Los circuitos que incluyen flip-flops por lo regular se clasifican según la función que desempeñan, más que por el nombre del circuito secuencial. Dos de esos circuitos son los registros y los contadores. Un registro   se forma combinando varios flip-flops de manera que se puedan almacenar grupos de bits. Por ejemplo un registro de 8 bits se construye a partir de 8 flip-flops. Además de almacenar bits los registros se pueden emplear para desplazar los  bits de una posición a otra dentro del propio registro o fuera del mismo. Un contador es básicamente un registro que pasa por una sucesión  predeterminada de estados. Las compuertas del contador están conectadas de tal manera que producen la sucesión prescrita de estados binarios. Aunque los contadores son un tipo especial de registros, es común distinguirlos dándoles otro nombre. Los objetivos de esta práctica son los siguientes:    Aplicar las técnicas de diseño combinacional.    Diseñar un circuito digital que simule el lance de un dado.    Realizar el montaje correspondiente al dado digital.    Verificar el buen funcionamiento del circuito.  MARCO TEÓRICO    Contadores: Los contadores son unos circuitos específicos que realizan una cuenta o secuencia fija de salida, pasando de un elemento a otro de la cuenta en cada ciclo de reloj. Cuando la secuencia llega a su final el circuito vuelve a su comienzo al siguiente ciclo de reloj. Una de las características principales del contador es el número de elementos de la cuenta. Así, se dice que un contador es módulo N o divide por N, haciendo referencia a que la frecuencia de la señal de reloj puede ser dividida por N utilizando el contador mediante una señal que se fija a 1 al llegar al final de la cuenta.    Registros de desplazamiento: Un registro es un elemento lógico que carga y almacena datos. En función del número N de bits almacenados se define un registro de N bits. Una forma intuitiva de construir estos elementos es con Flip-flop de tipo D disparado por flanco. Los registros son un elemento básico de un sistema digital. Los registros de desplazamiento son registros en los que los elementos internos están conectados de forma que se puedan desplazar datos de uno a otro. Las conexiones se realizan entre la salida de un flip-flop con la entrada del siguiente flip-flop, entre elementos consecutivos del registro. Se  pueden construir registros que permitan desplazamientos a la derecha, a la izquierda o en ambos sentidos (seleccionando un sentido) dentro del registro.    Flip-flop: El flip-flop es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados (biestables), que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Los Flip-flops 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.      FIGURA #1 . Algunos tipos de Flip flops.    Clasificación de los Flip-Flop:  Se pueden clasificar en: a.   Síncronos: Las entradas, salidas y los estados internos se muestrean en instantes de tiempo definidos que son controlados por una señal de reloj. b.   Asíncronos: Los circuitos responden a cambios en las entradas que se pueden  producir en cualquier momento.    Flip-Flop J-K: El flip-flop J-K es una mezcla entre el flip-flop S-R y el flip-flop T. A diferencia del flip flop RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquiere el estado contrario al que tenía. A continuación, se les presenta su diagrama interno y su tabla característica: FIGURA #2 . Diagrama interno del Flip-Flop J-K.
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