Circuitos Secuenciales M en C. Luis Antonio García espinosa MUY LÚCIDO GANDHI, si cambiamos los “sin” por los “con” (p.e. Pólitica con principios) ten...
Circuitos Secuenciales M en C. Luis Antonio García espinosa MUY LÚCIDO GANDHI, si cambiamos los “sin” por los “con” (p.e. Pólitica con principios) tendríamos la sociedad perfecta. 7 PELIGROS A LA VIRTUD HUMANA 1. Riqueza sin trabajo 2. Placer sin conciencia 3. Conocimiento sin carácter 4. Negocios sin ética 5. Ciencia sin humanidad 6. Religión sin sacrificio 7. Política sin principio Mahatma Gandhi “Un cambio en lo general, requiere un cambio en lo particular”
Circuitos Secuenciales Contador
Un contador es una máquina secuencial que, empezando en un estado particular, efectúa ciclos a través de una secuencia fija de estados y luego regresa a su estado inicial; de ahí en adelante, repite este proceso. El número de estados distintos en el contador, se conoce como su número de módulo.
Un contador es una máquina secuencial que, empezando en un estado particular, efectúa ciclos a través de una secuencia fija de estados y luego regresa a su estado inicial; de ahí en adelante, repite este proceso. El número de estados distintos en el contador, se conoce como su número de módulo. 001
010
011 000
Figura 1. Diagrama de estados de un contador binario, cíclico, ascendente y módulo 6. Se acostumbra utilizar el nombre corto Mod6 en lugar de Módulo 6.
Estado Inicial 101
100
3
Circuitos Secuenciales Aplicaciones de los contadores Los contadores se usan para varios fines pero sólo se abordarán los que a criterio del maestro, son los más populares 1. Divisor de frecuencia. Reduce la frecuencia de reloj en un factor de k, donde k es el módulo del contador utilizado. 2. Temporizador. Introduce un retardo de k ciclos de reloj antes de iniciar una operación subsecuente 3. Generador de palabras secuenciales. Genera una secuencia de palabras en algún código específico como código binario, gray, BCD, entre otros.
4
Circuitos Secuenciales Diseño de un Contador Binario Mod6 1. Calcular el número de FF's requeridos. m
Dado que log (2) es mayor que 0, entonces se puede escribir
2 ⩾N Donde:
m : número de FF's N : número de estados Despejando m
m⩾
log(N ) log( 2)
log(6) m⩾ log(2)
log (2m )⩾log( N )
m⩾2.58↑
m log( 2)⩾log ( N )
m=3 Diagrama de estados
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Circuitos Secuenciales Diseño de un contador Mod6 (…continuación) Con tres FF's se pueden obtener 23 estados de los cuales sobran dos 2 que se considerarán estados no deseados. 6 estados deseados
+
2 estados no deseados
=
23 estados
2. Selección del tipo de FF Para el primer ejemplo de diseño, se implementará un contador Mod 6 con flipflop tipo SC.
Diagrama de estados
6
Circuitos Secuenciales Diseño de un contador Mod6 usando FF tipo SC sincronizados por reloj Diagrama de estados
001
Dec
PS x2 x 1 x 0
NS x 2 x+ 1 x+ 0
S2
C2
S1
C1
S0
C0
0
000
001
0
X
0
X
1
0
1
001
010
0
X
1
0
0
1
2
010
011
0
X
X
0
1
0
3
011
100
1
0
0
1
0
1
4
100
101
X
0
0
X
1
0
5
101
000
0
1
0
X
0
1
6
110
XXX
X
X
X
X
X
X
7
111
XXX
X
X
X
X
X
X
010
011 000
101
Tabla de estados y de excitación
100
+
7
Circuitos Secuenciales Diseño de un contador Mod6 usando FF tipo SC sincronizados por reloj
x1 x 2 x 0 00 0 1
x1 x2 x0 0 1
X
01
11
0
1
4
5
1 X
x1 x 2 x 0 00
10 3
2
7
6
X
01 0
4
1
11
10
1
3
5
7
X
S 1= x 2 x 1 x 0
X X
X
0
4
1
x1 x 2 x 0 00
S 2= x 1 x 0 00
0
01
2
6
0 1
X
X
X 1
11
10
1
3
5
7
X
X X
2
6
C 2=x 2 x 0 01
11
0
1
4
5
X
1 X
10 3
2
7
6
X
C1 =x 1 x 0 8
Circuitos Secuenciales Diseño de un contador Mod6 usando FF tipo SC sincronizados por reloj
x1 x 2 x 0 00 0 1
1
1
01
11
10
0
1
3
4
5
7
X
x1 x 2 x 0 00
1 X
2
6
0 1
S 0 =x 0
01 0
4
1 1
11 1
5
1 X
10 3
2
7
6
X
C 0=x 0
Resumen de diseño
S 2= x 1 x 0 C 2=x 2 x 0
S 1= x 2 x 1 x 0 C1 =x 1 x 0
S 0 =x 0 C 0=x 0
9
Circuitos Secuenciales Diagrama Lógico
S 2= x 1 x 0 C 2=x 2 x 0
S 1= x 2 x 1 x 0 C1 =x 1 x 0
Salida del contador
S 0 =x 0 C 0=x 0
CLK
S2
Q
C2
Q
x2 CLK
x2
S1
Q
C1
Q
x1 CLK
x1 s2, c1
S0
Q
C0
Q
x0 x0 x1 x0
s1 CLK
x1 x2
x2 x0
x0
10
Circuitos Secuenciales Diagrama de tiempo 0
1
2
3
4
5
0
1
2
3
4
5 CLK
x0
x1
x2
tiempo
11
Circuitos Secuenciales Ejercicios 1. Diseñar el contador del ejemplo anterior para los siguientes casos: a) Usando FF's tipo JK b) Usando FF's tipo T c) Usando FF's tipo D
2. Diseñar un contador binario Mod4 descendente utilizando FF's tipo JK
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Circuitos Secuenciales SSI# Contadores 74XXXX
#
SSI: Small Scale Integration, pequeña escala de integración. De 10 a 100 transistores
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Circuitos Secuenciales 74LS191#- Contador binario síncrono de 4 bits ascendente/descendente Diagrama de conexión en encapsulado DIP
Símbolo lógico
#
Información extraída del catálogo de Motorola “FAST AND LS TTL DATA, DL121/D REV 5, 1992”
