DISPOSITIVOS ANALOGICOS Y DIGITALES
Guía 3er Parcial 1.- ¿QUÉ SON LOS FF´S Y CUÁLES SON SUS APLICACIONE APLICACIONES? S? Un biestable (flip-flop en inglés), es un multivibrador capaz de permanecer en uno de dos estados posibles durante un tiempo indefinido en ausencia de perturbaciones.Esta característica es ampliamente utilizada en electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. 2.- ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE FF'S QUE EXISTEN? Flip-Flop S-R (Set-Reset) Flip-Flop D (Delay) Flip-Flop T Flip-Flop J-K 3.- ¿CUÁLES SON LAS CARACERÍST CARACERÍSTICAS ICAS Y FUNCIONAMIENTO DEL FF D? El flip-flop D (datos) es una ligera modificación del flip-flop SR. Un flip-flop SR se convierte a un flip-flop D insertando un inversor entre S y R y asignando el símbolo D a la entrada única. La entrada D se muestra durante la ocurrencia de uan transición de reloj de 0 a 1. Si D = 1, la salida del flip-flop va al estado 1, pero si D = 0, la salida del flip-flop va a el estado 0. 4.- ¿CUÁLES SON LAS CARACERÍST CARACERÍSTICAS ICAS Y FUNCIONAMIENTO DEL FF T? El flip-flop T se obtiene del tipo JK cuando las entradas J y K se conectan para proporcionar una entrada única designada por T. El flip-flop T, por lo tanto, tiene sólo dos condiciones. Cuando T = 0 ( J = K = 0) una transición de reloj no cambia el estado del flip-flop. Cuando T = 1 (J = K = 1) una transición de reloj complementa el estado del flip-flop. 5.- ¿CUÁLES SON LAS CARACERÍST CARACERÍSTICAS ICAS Y FUNCIONAMIENTO DEL FF JK? Un flip-flop JK es un refinamiento del flip-flop SR en el sentido que la condición indeterminada del tipo SR se define en el tipo JK. Las entradas J y K se comportan como las entradas S y R para iniciar y reinicia el flip-flop, respectivamente. Cuando las entradas J y K son ambas iguales a 1, una transición de reloj alterna las salidas del flip-flop a su estado complementario. 6.- EXPLICA LOS DIAGRAMAS DE TEMPORIZACIÓN DE CADA FF Y EXPRESA POR QUÉ SON SÍNCRONOS. ¿QUÉ VENTAJAS Y DESVENTAJAS TIENE LA SINCRONÍA DE LOS FF´s? Las 3 líneas superiores representan las señales binarias de reloj, set y reset. Una sola salida Q se muestra en la parte inferior. Comenzando por la izquierda, llega el pulso de reloj 1, pero no tiene efecto en Q porque las entradas R y S están en el modo de mantenimiento, por tanto, la salida Q permanece a 0. En el punto a del diagrama del tiempo, la entrada de set se activa en el nivel ALTO. Después de cierto tiempo en el punto b, la salida se pone a 1. Mirar que el flip-flop ha esperado a que el pulso 2 pase del nivel BAJO a ALTO antes de activar la salida Q a 1. El pulso está presente cuando las entradas R y S están en modo de mantenimiento, y por lo tanto la salida no cambia. En el punto C la entrada de reset se activa con un nivel ALTO. Un instante posterior en el punto d la salida Q se borra ó se pone a 0, lo cual ocurre durante la transición del nivel BAJO a ALTO del pulso del reloj. En el punto e está activada la entrada de set, por ello se pone a 1 la salida Q en el punto f del diagrama de tiempos. La entrada S se desactiva y la R se activa antes del pulso 6, lo cual hace que la salida Q vaya al nivel BAJO o a la condición de reset. El pulso 7 muestra que la salida Q sigue a las entradas R Y S todo el tiempo que el reloj está en ALTA. En el punto g del diagrama de tiempos, la entrada de set (S) va a nivel ALTO y la salida Q alcanza también el nivel ALTO. Después la entrada S va a nivel BAJO. A continuación en el punto h, la entrada de reset (R) se activa por un nivel ALTO. Eso hace que la salida Q vaya al e stado de reset, o nivel BAJO. La entrada R entonces vuelve al nivel BAJO, y finalmente el pulso de reloj finaliza con la transición del nivel ALTO al BAJO. Durante el pulso de reloj 7, la salida estuvo en el nivel ALTO y después en el BAJO. Observar que entre los pulsos 5 y 6 ambas entradas R y S están a 1. La condición de ambas entradas R y S en el nivel ALTO, normalmente, se considera un estado prohibido para el flip-flop. En este caso es aceptable que R y S estén en el nivel ALTO, porque el pulso de reloj está en el nivel BAJO y el flip-flop no está activado.
7.- ¿QUÉ ES UN CONTADOR DIGITAL? Un contador electrónico básicamente consta de una entrada de impulsos que se encarga de conformar (escuadrar), de manera que el conteo de los mismos no sea alterado por señales no deseadas, las cuales pueden falsear el resultado final. Estos impulsos son acumulados en un contador propiamente dicho cuyo resultado, se presenta mediante un visor que puede estar constituido por una serie de sencillos dígitos de siete segmentos o en su caso mediante una sofisticada pantalla de plasma. 8.- ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE CONTADORES QUE EXISTEN? Contadores síncronos Contadores asíncronos 9.- ¿CUÁLES SON LAS CARACERÍSTICAS Y CÓMO FUNCIONAN LOS CONTADORES DIGITALES? -Un número máximo de cuentas (módulo del contador) -Cuenta ascendente o descendente. -Operación síncrona o asíncrona. -Autónomos o de auto detención. 10.- ¿CUÁLES SON SUS APLICACIONES? Su aplicación es muy variada en cuanto su interaccion final con el usuario pero en forma general, se utilizan para contar eventos como son: -número de pulsos de reloj. -medir frecuencias. -Se utilizan como divisores de frecuencia y para almacenar datos. Ejemplo: en un reloj digital. -Se utilizan para direccionamiento secuencial y algunos circuitos aritméticos. 11.- ¿QUÉ ES UNA MEMORIA DIGITAL? Se trata de pequeñas tarjetas de memoria 100% electrónicas, basadas en eluso de celdas de almacenamiento tipo NAND,las cuáles permiten guardardatos por largos periodos de tiempo sin necesidad de tener alimentacióneléctrica durante ese lapso. 12.- ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE MEMORIAS QUE EXISTEN? RAM ROM PROM EPROM EEPROM 13.- ¿CUÁLES SON SUS CARACERÍSTICAS Y CÓMO FUNCIONAN? RAM (memoria de acceso aleatorio): Éste es igual que memoria principal. Cuando es utilizada por sí misma, el término RAM se refiere a memoria de lectura y escritura; es decir, usted puede tanto escribir datos en RAM como leerlos de RAM. Esto está en contraste a la ROM, que le permite solo hacer lectura de los datos leídos. La mayoría de la RAM es volátil, que significa que requiere un flujo constante de la electricidad para mantener su contenido. Tan pronto como el suministro de poder sea interrumpido, todos los datos que estaban en RAM se pierden. ROM (memoria inalterable): Los ordenadores contienen casi siempre una cantidad pequeña de memoria de solo lectura que guarde las instrucciones para iniciar el ordenador. En la memoria ROM no se puede escribir. PROM (memoria inalterable programable): Un PROM es un chip de memoria en la cual usted puede salvar un programa. Pero una vez que se haya utilizado el PROM, usted no puede reusarlo para salvar algo más. Como las ROM, los PROMS son permanentes. EPROM (memoria inalterable programable borrable): Un EPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a la luz ultravioleta. EEPROM (eléctricamente memoria inalterable programable borrable): Un EEPROM es un tipo especial de PROM que puede ser borrado exponiéndolo a una carga eléctrica. La memoria funciona de manera similar a un juego de cubículos divididos usados para clasificar la correspondencia en la oficina postal. A cada bit de datos se asigna una dirección. Cada dirección corresponde a un cubículo (ubicación) en la memoria. Para guardar información en la memoria, el procesador primero envía la dirección para los datos. El controlador de memoria encuentra el cubículo adecuado y luego el procesador envía los datos a escribir. Para leer la memoria, el procesador envía la dirección para los datos requeridos. De inmediato, el controlador de la memoria encuentra los bits de información contenidos en el cubículo adecuado y los envía al bus de datos del procesador. 14.- ¿CUÁLES SON SUS APLICACIONES? En general son utilizadas para almacenar/leer información con diferentes puntos de aplicación, ya que estos pueden ser muy variados, desde lo militar hasta su uso pediátrico, en la actualidad la gran mayoría de los sistemas electrónicos necesitan dispositivos para almacenar y/o leer información. Como ejemplo de este tipo de sistemas, y uno de lo que más utilizamos en nuestro día a día podemos mencionar los teléfonos electrónicos.
15.- ¿QUÉ ES UN PLD? Programmable Logic Device: Dispositivo Lógico Programable. Es un término general para un circuito integrado que puede programarse en un laboratorio para realizar funciones complejas. Un PLD se compone de grupos de puertas AND y OR. 16.- ¿CUÁLES SON LOS TIPOS DE PLD’S QUE EXISTEN? ROMs (Read Only Memory) RAMs (Random-Access Memory) PROMs (Programmable Read Only Memory) PLAs (Programmable Logic Array) PAL (Programmable array logic) GAL (Generic array logic) CPLD (Complex Programmable Logic Device) FPGA (Field Programmable Gate Array) 17.- ¿CÓMO SE PROGRAMAN? Existen 2 métodos para programar: Programacion ZIF Se remueve el chip del PLC y se coloca en el programador, éste se conecta a una computadora donde se ejecutan softwares de programación para establecer información. El resultado de una programación exitosa es un archivo JEDEC que por medio de ZIF será grabado en el chip. Programacion en sistema En esta el chip no necesita extraerse del circuito para su programación, ésta se le realiza por medio de un cable conocido como JTAG donde tiene 4 terminales que son conectadas la PLC y es cargada la información por medio de software que establece el formato apropiado de PLC. Pb 1.-
Construir el circuito lógico para un semáforo que responda a la siguiente secuencia: Verde, Amarillo, Rojo y Rojo/Amarillo. El semáforo tiene cuatro estados, los cuales se pueden representar con 2 flip-flops , sin embargo para asignar el tiempo de duración de cada estado se emplear 3 flip-flops, de los cuales se pueden obtener 8 estados, cuyos tiempos se pueden distribuir de la siguiente forma: • • • •
Verde (3 ciclos) Amarillo (1 ciclo) Rojo (3 ciclos) Rojo-Amarillo (1 ciclo) Donde cada ciclo representa una transición en la señal de reloj. Observe que la duración de la secuencia de los cuatro estados es de 8 ciclos. Se añade hoja
