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Biestables
Tema 8
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Al final de este tema sabrás ...
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
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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
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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.
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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 )
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Cronograma con biestable D(disparado en el flanco de bajada)
Reloj
Entrada D
Salida Q
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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
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Reloj
Entrada T
Salida Q
Cronograma con biestable T(disparado en el flanco de bajada)
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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 )
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Cronograma con biestable JK(disparado en el flanco de bajada)
Reloj
Entrada J
Salida Q
Entrada K
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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 )
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Cronograma con biestable RS(disparado en el flanco de bajada)
Entrada R
Salida Q
Entrada S
Reloj
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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
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Biestable RS asíncrono con Puertas lógicas realimentadas
Funcionamiento del biestable según las combinaciones de entrada:
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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
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Activación por Nivel: Alto/Bajo
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Biestable D síncrono por nivel
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Temporización en los biestables (I)
Tiempo de propagación (TPHL, TPLH)
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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
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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
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Problemas del sincronismo por nivel con biestables D (I)
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Problemas del sincronismo por nivel con biestables D (II)