Universidad Privada del Valle
PRACTICA Nº 8
DISEÑO DE CONTADORES ASINCRONOS 1. OBJETIVOS.Manejar los Flip – Flops JK para implementar semáforo, a través de la resolución de problemas
2. FUNDAMENTO TEORICO.Conocer el funcionamiento de los flip - flop JK para el diseño de contadores asncronos
3. MATERIALES.Circuito inte!rado "#$%&&' "#$%&&' Circuito inte!rado "#() Circuito inte!rado "#*' Circuito inte!rado "#&& + esistencias de de ''( + $./ 0ojo, amarillo, verde1 2enerador de señal Fuente de alimentación 3rotoboard
4. PROCEDIMIENTO.Part 1 /iseñe un semáforo 4ue cambien su secuencia de la si!uiente forma5 ojo a 6erde en *78 se!7 6erde 6erde a amarillo en * se!7 9marillo a ojo en & se!7 Fi!ura &5 .s4uema ló!ico de un contador binario asncrono ascendente de # bits7
Universidad Privada del Valle
!. DATOS " CALCULOS REALI#ADOS.SALIDA SEMAFORO 1
QA QB QC
SALIDA SEMAFORO 2
VERD
AMARILL
ROJ
VERD
E
O
O
E
AMARILL O
ROJO
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
0
0
0
0
1
1
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
0
Universidad Privada del Valle
$. CONCLUSIONES. 9l implementar el manejo del Flip Flop se pudo determinar una secuencia de tiempos procedidos se!:n el circuito $a secuencia !enerada por estos circuitos pudo ser obtenida por5 !enerador de señal 4ue nos dio diferentes señales 4ue pro!ramaron este circuito se!:n los ran!os 4ue necesitábamos7
%. CUESTIONARIO.%.1 &' (a)*r+ ,,,a)+ t/r0a ' tr ' *ta/*r a+/t &3 &2&1 &* ara ' ) r,5r )*6 7r a )a +a),/a ) (a)*r / &39 &29 &19 &*9.
Universidad Privada del Valle
%.2. &' (a)*r+ ,,,a)+ t/r0a ' tr ' *ta/*r /+/t &3 &2 &1 &* ara ' ) r,5r )*6 7r a )a +a),/a ) (a)*r / &31 &21 &11 &*1
Universidad Privada del Valle
8. TRABAJO PR:CTICO.CONTADORES ASÍNCRONOS
;n contador es un circuito secuencial el cual cambia de estado de acuerdo una secuencia establecida por el diseño7 ;n contador, está construido con base de Flip-Flops7 .l n:mero de Flip-Flops utili
C*ta/*r A+0r** B,ar,* / 2 ;,t+ 3ara obtener un contador asncrono, se debe usar ' Flip-Flops J-K flanco de bajada7 %e debe conectar de la misma forma 4ue un divisor de frecuencia7 .ntonces se debe conectar la señal de reloj a la entrada de reloj del primer FlipFlop cu=a salida se considera >(7 .sta salida entonces será el reloj del si!uiente Flip-Flop cu=a salida se denominara >&7 $as entradas J = K deben estar en & ló!ico7 $a si!uiente fi!ura muestra la implementación del contador = los oscilo!ramas 4ue dan como resultado de su funcionamiento7
.n los oscilo!ramas, se puede apreciar 4ue en cada flanco de bajada del reloj, bascula >( = en cada flanco de bajada de >(bascula >&7 9nali( = >& en cada periodo de reloj, se nota 4ue las salidas > ( = >& forman estados 4ue se pueden representar en una tabla denominada tabla de secuencia7 .l la fi!ura anterior, se muestra 4ue en cada basculación e?iste un tiempo de retardo de propa!ación 4ue e4uivale a *( nse! 4ue es el tiempo de retardo de un Flip-Flop JK7
Universidad Privada del Valle
CL< = = = =
&1
&9
( ( & &
( & ( &
C*ta/*r A+0r** B,ar,* / 4 ;,t+ 3ara obtener un contador asncrono de # bits, se debe usar # Flip-Flops J-K flanco de bajada7 $a implementación es i!ual 4ue la anterior7 $a si!uiente fi!ura muestra la implementación del contador = los oscilo!ramas 4ue dan como resultado de su funcionamiento7
.n los oscilo!ramas, se puede apreciar 4ue en cada flanco de bajada del reloj, bascula >( = encada flanco de bajada de >(bascula >& = sucesivamente7 9nali(, >&, >' = >* en cada periodo de reloj, se nota 4ue las salidas >(, >&, >' = >* forman estados 4ue se pueden representar en una tabla de secuencia7
CL< = = = = = = = = = = = = =
&3
&2
&1
&9
( ( ( ( ( ( ( ( & & & & &
( ( ( ( & & & & ( ( ( ( &
( ( & & ( ( & & ( ( & & (
( & ( & ( & ( & ( & ( & (
Universidad Privada del Valle
= = =
& & &
& & &
( & &
& ( &
C*ta/*r A+0r** BCD 3ara obtener un contador asncrono @C/, se debe usar # Flip-Flops J-K flanco de bajada7 $a implementación es i!ual 4ue la anterior7 %in embar!o re4uiere un elemento adicional7 $a cuenta debe Aacerse Aasta el estado &((&' lo cual indica 4ue no se desea la presencia del estado &(&('7 $a solución es enviar una activación del Clear cuando se presente este estado, de esta forma el estado si!uiente del &((&' seria el (((('7 3ara obtener estos resultados es necesario encontrar una e?presión @ooleana 4ue permita obtener los resultados deseados7 3ara el diseño se debe partir de la tabla de secuencia del contador considerando el valor del C$7
&3 9 9 9 9 9 9 9 9 1 1 1
&2
&1
&9
CLR
( ( ( ( & & & & ( ( (
( ( & & ( ( & & ( ( &
( & ( & ( & ( & ( & (
& & & & & & & & & & (
3ara obtener la e?presión del C$ se puede Aacer un mapa de Karnau!A7
Universidad Privada del Valle $a si!uiente fi!ura muestra la implementación del contador = los oscilo!ramas 4ue dan como resultado de su funcionamiento7
.n los oscilo!ramas, se puede apreciar 4ue en cada flanco de bajada del reloj, bascula >( = en cada flanco de bajada de >(bascula >& = sucesivamente7 %in embar!o, en el momento es 4ue la combinación de las salidas dan el estado &(&(' Aa= un clear asncrono a todos los Flip-Flops re!resando rápidamente la señal de clear a nivel alto7 .ste pe4ueño impulso 4ue se presenta en la lnea de clear se denomina !litcA, =a 4ue se considera un impulso no deseado7 %in embar!o, esta es la :nica forma de implementar contadores de modulo diferente de 'n con un contador asncrono7 .n la salida >& también se presenta un !litcA, en el instante en 4ue el contador tiene el valor &(&('7
C*ta/*r A+0r** B,ar,* / 4 ;,t+ /+/t 3ara obtener un contador asncrono de # bits descendente, se debe usar # FlipFlops J-K flanco de subida7 .n este caso, la salida > de un Flip-Flop, se convierte en el reloj del si!uiente Flip-Flop7 $a implementación es e?actamente i!ual al contador asncrono binario de # bits, cambiando el flanco del reloj7 Btra forma de Aacer la implementación, es usar Flip-Flops flanco de bajada, pero conectando la salida > ne!ado de un Flip-Flop al reloj del si!uiente Flip-Flop7 .sta se!unda opción, suele ser mas conveniente debido a 4ue en el mercado se encuentra con ma=or frecuencia Flip-Flops flanco de bajada7 $a si!uiente fi!ura muestra la implementación del contador = los oscilo!ramas 4ue dan como resultado de su funcionamiento7
Universidad Privada del Valle
.n los oscilo!ramas, se puede apreciar 4ue en cada flanco de bajada del reloj, bascula >( = encada flanco de subida de >(bascula >& = sucesivamente7 9nali(, >&, >' = >* en cada periodo de reloj, se nota 4ue las salidas >(, >&, >' = >* forman estados 4ue se pueden representar en una tabla de secuencia7
CL< = = = = = = = = = = = = = = = =
&3
&2
&1
&9
( & & & & & & & & ( ( ( ( ( ( (
( & & & & ( ( ( ( & & & & ( ( (
( & & ( ( & & ( ( & & ( ( & & (
( & ( & ( & ( & ( & ( & ( & ( &
C*ta/*r A+0r** B,ar,* / 4 ;,t+ a+/t > /+/t 3ara obtener un contador asncrono de # bits ascendente descendente, se debe usar # Flip-Flops J-K flanco de bajada7 3ara este contador, es necesario tener una entrada adicional 4ue permita seleccionar la cuenta ascendente o descendente7 3or medio de esta entrada, se desea seleccionar > o > ne!ado para 4ue se apli4ue al reloj del si!uiente Flip-Flop7 .ntonces, considerando 4ue cuando esta entrada se encuentre en ( ló!ico, el contador cuente ascendente = cuando se
Universidad Privada del Valle encuentre en & ló!ico el contador cuenta descendente, se plantea el si!uiente diseño7
AD 9 9 1 1
&
CL<
( & ( &
( & & (
$a tabla anterior plantea 4ue cuando la entrada 9/ sea (, el contador cuenta ascendente = para ello se debe aplicar al reloj del si!uiente Flip-Flop la lnea >7 3ero cuando la entrada 9/ sea &, el contador cuenta descendente = para ello se debe aplicar al reloj del si!uiente Flip-Flop la lnea > ne!ado7 .ntonces se obtiene la si!uiente e?presión @ooleana7
Con base en el resultado anterior, se puede concluir 4ue al reloj del si!uiente FlipFlop, se debe aplicar una B entre la entrada 9/ = la salida >7 .sto se debe aplicar para los Flip-Flops &, ' = *, debido a 4ue el reloj del Flip-Flop ( se encuentra conectado a la salida del tempori
?. BIBLIO@RAFIA.• •
•
•
•
Attp5DDAflore
