IMFORME PREVIO REGISTROS 1. Describir el concepto de registro, analice su funcionamiento y mencione los tipos característicos de los registros y analizar cada uno de ellos (Los circuitos y sus características, tablas de estados y diagramas de tiempo).
Los registros son circuitos secuenciales conectados por una serie de biestables conectados en cascada. Tienen diversas aplicaciones prácticas como:
Transmitir y recibir datos en serie y en paralelo.
Conversión de datos en formato serie y paralelo y viceversa.
Almacenamiento de información (memoria) Registros de desplazamiento ENTRADA SERIE - SALIDA SERIE.
Es el registro más sencillo, en el que recibimos la información en serie e y en la salida obtenemos también en serie, pero retardad tantos ciclos de reloj como número de biestables compongan el registro. Funcionan de la siguiente forma, partiendo de que en el inicio todos los biestables están reseteados Q=0, en el primer flanco de subida de la señal de reloj (o bajada, dependiendo del biestable), el contenido de la entrada del primer biestable pasa a la su salida que es a su vez la entrada del segundo biestable. Este tipo de registro se suele usar como unidad de retardo.
Registros de desplazamiento ENTRADA SERIE - SALIDA PARALELO.
En este tipo de registros, la información se recibe en serie y la salida la obtenemos en paralelo, una vez transcurridos tantos ciclos de reloj como biestables compongan el registro. Las salidas Q están conectadas a las entradas del biestable y a su vez a la salida en paralelo, el funcionamiento es igual que el anterior pero dependiendo del número de biestables y al terminar el ciclo de reloj, tememos una salida de tantos bits en paralelo como número de biestables.
Registros de desplazamiento ENTRADA PARALELO - SALIDA SERIE.
En este tipo de registro, la información es introducen en el registro en paralelo simultáneamente en todos los biestables, por el contrario, la salida de los bits se obtienen en serie, una vez transcurridos tantos ciclos de reloj como número de biestables compongan el registro. Se realizan conjugando con un circuito combinacional y otra entrada que llamamos Shift/Load con una entrada directa y otra invertida, cuando se producen un flanco activo de reloj, se produce un paso de las entradas al registro de datos a través del c. Combinacional, cuando está a nivel alto, las puertas permiten el desplazamiento en serie hacia la derecha de los bits almacenados., Produciéndose la salida de todos los datos una vez transcurridos los ciclos de reloj, es útil a la hora de convertir datos paralelos a serie para poderlos enviar por un cable.
Registros de desplazamiento ENTRADA PARALELO - SALIDA PARALELO.
En este tipo de registros la información si introducida simultáneamente en los Biestable paralelo y cuando se producen un flanco activo de la señal de reloj, los datos se obtienen también a la salida en paralelo.
2. Describir
las
características
específicas
de
los
registros:
de
desplazamiento,
almacenamiento, universal, direccionable y sus aplicaciones. Registro de desplazamiento:
Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es decir, que los valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores) consistente en una serie de biestables, generalmente de tipo D, conectados en cascada, que basculan de forma sincrónica con la misma señal de reloj. Según las conexiones entre los biestables, se tiene un desplazamiento a la izquierda o a la derecha de la información almacenada. Es de señalar que un desplazamiento a la izquierda de un conjunto de bits, multiplica por 2, mientras que uno a la derecha, divide entre 2. Existen registros de desplazamiento bidireccionales, que pueden funcionar en ambos sentidos. Los registros universales, además de bidireccionales permiten la carga en paralelo. Aplicaciones:
Además de la conversión serie-paralelo y paralelo-serie, los registros de desplazamiento tienen otras aplicaciones típicas:
Generador pseudoaleatorio:
Se construye con un registro de desplazamiento, realimentando a la entrada una combinación de varias salidas, normalmente un or exclusivo entre ellas.
Multiplicador serie:
Se realiza la multiplicación mediante sumas y desplazamientos. Un ejemplo es el 7 4LS384.
Registro de aproximaciones sucesivas:
Se usa en conversores A/D. Se van calculando los bits sucesivamente, empezando por el más significativo. Mediante un conversor DAC se compara la entrada analógica con los resultados parciales, generando el siguiente bit.
Retardo:
Se pueden utilizar para retardar un bit un número entero de ciclos de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada, tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits). Registro universal:
Se trata de un circuito integrado que dispone de un registro de desplazamiento, que permite carga serie, carga paralela, desplazamiento a izquierda y a derecha, mediante el uso de unas señales de control. Para seleccionar el modo de funcionamiento, dispone de dos líneas de control que van conectadas a un multiplexor, estas líneas de control seleccionan la forma de conectar los biestables y así funcionar de una forma u otra. La siguiente figura muestra el bloque funcional de un reg istro universal de 3 bits.
Aplicaciones:
Se utilizan donde se necesiten un almacenamiento temporal deinformación, por ejemplo, conectados a las salidas de circuitos combinacionales aritméticos para recoger el resultado de una operación, para almacenar operaciones intermedias o proporcionar información estable a un sistema de representación por display. Los distintos registros comparten líneas comunes llamadas buses tanto para recoger la información del bus como para volcar la información al bus, pero no todos los registros a la vez, sino uno y después otro. Mientras un registro vuelca su información al bus, otros registros conectados al mismo bus permanecen en estado de alta impedancia. También se suele utilizar para almacenar datos y direcciones en las operaciones de escritura y lectura de las memorias por parte de los microprocesadores.
Registros de corrimiento bidireccionales:
Este tipo de registro tiene la opción de elegir la dirección en que se transmiten los datos. Estos registros tienen una señal de control que permite seleccionar e sentido de desplazamiento de los datos. En la figura se observa el circuito lógico de un registro bidireccional de 4 bits.
Para propósitos de entender el funcionamiento de este registro se ha dispuesto de forma vertical, para mostrar cómo se desplazan los datos. Cuando la entrada ABA/ ARR' se encuentra en 1 lógico, los datos se desplazan hacia abajo y cuando esta es 0 lógico los datosse desplazan hacia arriba. Cuando la señal de control ABA/ ARR' es 1, las compuertas marcadas con A se activan, permitiendo que el dato de cualquier flip flop pase al flip flop inferior inmediatamente después de que ocurra una transición positiva en la señal de reloj, de esta forma la información se desplaza por las línea marcadas en azul que se observan en la figura. Cuando la señal de control ABA/ ARR' es 0, las compuertas marcadas con B se activan y el dato de cualquier flip flop se pasa al flip flop superior inmediatamente. Las líneas marcadas en rojo en la figura indican el canal de transmisión de los datos de un flip flop a otro para esta condición. Note que la compuertas marcadas como A y B se activan de forma complementaria, es decir, mientras se activan aquellas marcadas como A , las marcadas como B se encuentran inactivas y viceversa.
3. De los manuales técnicos obtener los IC TTL y CMOS que cumplen con las funciones de registros: de desplazamiento, almacenamiento, universal, direccionable, analice brevemente su tabla de verdad, diagrama de tiempo y funcionamiento.
Registros de almacenamiento con biestables por latch (7475 y 7477):
Registro entrada serie/salida paralelo (74164 CMOS): es un registro de desplazamiento de 8 bits entrada serie salida paralelo. Este CI viene encapsulado en forma de DIP de flanco y solo permite la entrada de datos serie.
Registro entrada paralelo/ salida serie (7494):
Registro universal (7495)
Registro universal (74194):
4. ¿Cuál es la diferencia entre un registro de desplazamiento y un registro de almacenamiento; así como la diferencia entre un registro universal y un registro direccionable? Muestre circuitos prácticos para explicarlos.
Diferencia entre registro de desplazamiento y almacenamiento: La diferencia consiste en que el registro de desplazamiento tiene la capacidad de transmitir el dato en sus diferentes modos luego de lmacenarlo cuya utilidad es para diseñar circuitos secuenciales, generadores de potencia, secuencias, sistemas de adquisición de datos Diferencia entre registro universal y direccionable: La diferencia entre estos dos registros es principalmente que el registro universal controla las entradas para obtención en datos ya sea en paralelo o serial así como también incluye la función del registro direccional para transmitir los datos de derecha a izquierda o de izquierda a derecha.
5.
Analice el funcionamiento de los IC’ s:
74LS75, 7491, 74164, 74LS165, 74194, 74273,
74373, 74374, 74377; investigar sus características, especificaciones técnicas. Analice circuitos prácticos con registros.
74LS75: es un circuito integrado compuesto por 4 latch tipo D, su funcionamiento es el de un registro de 4 bits del tipo asíncrono pues se activa con un enable y muestra los datos de entrada y salida. Existe otro circuito integrado CMOS 4042 que tiene igualmente cuatro cerrojos tipo D.
7491: es un circuito integrado que funciona como registro de desplazamiento de 8 bits. Cuenta con 14 pines, siendo del tipo SISO. Se halla en la gama de los TTL y se compone por 8 flip flops del tipo SR.
74164: es un circuito integrado cuyo funcionamiento radica en su uso como registro que procesa 8 bits con entrada en paralelo y salida en serie; se encuentra compuesto por flip flop tipo JK.
74LS165: es un circuito integrado que funciona como un registro de desplazamiento de 8 bits. Las entradas son del tipo paralelo y salida serie; también admite una entrada opcional serie. Está compuesto por flip flops de tipo JK.
74194: es un circuito integrado que posee 4 bits entradas de manera paralela y salida de desplazamiento bidireccional. Cumple la función de registro, conocido como registro universal pues cuenta con una entrada de desplazamiento izquierdo y a su vez derecho como lo mencionamos anteriormente (bidireccional).
74273: es un circuito integrado compuesto por 8 flip flop tipo D.Funciona como un registro paralelo de 8 bits con una entrada de reloj y una entrada de master reset, esta configuración hace que sea ideal para aplicaciones en las computadoras, que opera con o
bits que corresponden a un byte. La frecuencia máxima de operación de los circuitos integrados de este tipo de numero normal es de 30 Mhz con un consumo de 62 mA cada uno.
74373: es un circuito integrado importante ya que es compatible con circuito de puertas paralelos de los ordenadores y por lo tanto pueden ser excitados directamente por los niveles de la lógica en un PC. Funciona como registro que contiene 8 latch con salida triestado (transparente). Se puede utilizar para trabajar con un byte de longitud, sin problemas. La frecuencia máxima de operación de este circuito es de 50 Mhz con un consumo de 24 mA.
74374: es un integrado TTL formado por 8 flip flops tipo D, contando con 20 pines. La frecuencia máxima de funcionamiento de este chip es de 50 Mhz con un consumo de energía de 27 mA. Funciona de la siguiente manera: este CI cuenta con 3 estados para la
activación de los flip flops que lo conforman, con ello forma un registro de almacenamiento con 8 bits, su activación se da con una señal de reloj.
74377: es un circuito integrado compuesto por 8 flip flops tipo D con habilitador (enable). Son similares a los 74273, poseen un amplio rango de voltaje operativo de 2V a 6
