Biestables

Tema 8

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Concepto de biestable, funcionalidad y tipos De una entrada: Biestable D y Biestable T De dos entradas: Biestable JK y Biestable RS

Biestables síncronos y asíncronos Cronogramas Biestable RS con puertas Consideraciones temporales

Concepto de biestable

Son células elementales de memoria, capaces de almacenar un bit de información.

Pueden adoptar dos estados estables: '0' y '1'. La salida y el estado coinciden. Clasificación:

Según la presencia de reloj: Asíncronos, sin reloj Síncronos, con reloj

Según consideraciones temporales con reloj: Activos por nivel Disparados por flanco

Presencia del reloj

Biestables asíncronos las salidas responden inmediatamente a los valores

de las entradas Biestables síncronos:

las salidas responden en función de la señal de reloj activos por nivel: cuando el reloj se encuentra en el nivel

activo, las salidas responden a todas las variaciones de las entradas.

disparados por flanco: cuando se produce el flanco, las salidas toman el valor correspondiente a las entradas en dicho instante. Este valor no se modificará hasta el siguiente flanco, aunque varíe el valor de las entradas.

Biestable D

Q(t+1)=D=

D=Q(t+1)=

D Q(t+1) Función

0 0 Entrada pasa a la salida

1 1 Entrada pasa a la salida

Q(t) Q(t+1) D

0 0 0

0 1 1

1 0 0

1 1 1

1Q( t ) D( t )

Cronograma con biestable D(disparado en el flanco de bajada)

Reloj

Entrada D

Salida Q

Biestable T

Q(t) Q(t+1) T

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 01Q( t ) T Q( t )

T Q(t+1) Función

0 Q(t) Mantiene el estado

1 Q’(t) Complementa el estado

Reloj

Entrada T

Salida Q

Cronograma con biestable T(disparado en el flanco de bajada)

Biestable JK

Q(t+1)=J Q’(t) + K’ Q(t)=

J K Q(t+1) Función

0 0 Q(t) Mantiene estado

0 1 0 Kill

1 0 1 Jump

1 1 Q’(t) Complementa estado

Q(t) Q(t+1) J K

0 0 0 X

0 1 1 X

1 0 X 1

1 1 X 0

1Q( t ) JQ( t ) KQ( t )

Cronograma con biestable JK(disparado en el flanco de bajada)

Reloj

Entrada J

Salida Q

Entrada K

Biestable RS

S R Q(t+1) Función

0 0 Q(t) Mantiene estado

0 1 0 Reset

1 0 1 Set

1 1 X Prohibido

Q(t) Q(t+1) S R

0 0 0 X

0 1 1 0

1 0 0 1

1 1 X 0

1Q( t ) S RQ( t )

Cronograma con biestable RS(disparado en el flanco de bajada)

Entrada R

Salida Q

Entrada S

Reloj

Activación por Flanco: Subida/BajadaSeñales Preset (PRN) y Clear (CLRN)

PRN y CLRN son señales asíncronas (independiente del reloj) PRN y CLRN son, además, activas a nivel bajo

El resultado se propaga a la salida inmediatamente

Biestable RS asíncrono con Puertas lógicas realimentadas

Funcionamiento del biestable según las combinaciones de entrada:

Hacer el biestable RS Síncrono

Tan sencillo como añadir una entrada y un par de puertas lógicas.

Para que las señales R y S modifiquen el valor del

biestable, la entrada debe estar activa, es decir, CK=1

CK S R Q(t+1) Función

0 X X Q(t) Mantiene estado

1 0 0 Q(t) Mantiene estado

1 0 1 0 Reset

1 1 0 1 Set

1 1 1 X Prohibido

Activación por Nivel: Alto/Bajo

Biestable D síncrono por nivel

Temporización en los biestables (I)

Tiempo de propagación (TPHL, TPLH)

Temporización en los biestables (II)

Tiempo de establecimiento (setup ts): tiempo mínimo que el dato debe estar estable antes del flanco activo del reloj

Tiempo de mantenimiento (hold th): tiempo mínimo que el dato debe estar estable después del flanco activo del reloj

Temporización en los biestables (III)

El período mínimo de reloj, que determina la frecuencia máxima de trabajo, depende de: el tiempo de propagación del biestable el tiempo de la lógica combinacional conectada detrás del biestable el tiempo de setup del próximo biestable

Problemas del sincronismo por nivel con biestables D (I)

Problemas del sincronismo por nivel con biestables D (II)