DEGEM® SYSTEMS
CURSO EB-133 Sequential Lógico
Manual del Estudiante LECCIÓNES DE LABORATORIO
TABLA DE CONTENIDO Lesión 1 - Biestables RS – I
1-1
Lesión 2 - Biestables RS – II
2-1
Lesión 3 – Enclavadors
–I
3-1
Lesión 4 - Enclavadors
– II
4-1
Lesión 5 - Biestables J-K – I
5-1
Lesión 6 - Biestables J-K – II
6-1
Lesión 7 – Contador Asincronics J-K – I
7-1
Lesión 8 – Contador Asincronics J-K – II
8-1
Lesión 9 - Biestables D– I
9-1
Lesión 10 - Biestables D– II
10-1
Lesión 11 – Circuitos Sincronicos I
11-1
Lesión 12 – Circuitos Sincronicos II
12-1
Lesión 13 – Circuitos Sincronicos III
13-1
Lesión 14 - Diagnostico de Fallas – Preparacion
14-1
Lesión15- Diagnostico-Prueba Lesión16- MaratondeDiagnostico
15-1 16-1
EB-133
1 -1
LECCIÓN No. 1: BIESTABLES RS - I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Conocer la lógica del multivibrador biestable (flip-flop) RS basado en compuertas NOR. 2. Conocer la lógica del multivibrador biestable (flip-flop) RS basado en compuertas NAND. 3. Compilar las tablas de verdad a partir de mediciones. 4. Usar los diagramas de tiempo para determinar los estados de las entradas y salidas.
DISCUSION Para refrescar sus conocimientos teóricos, podrá acceder a una reseña teórica. Para ello, oprima el icono de biblioteca. En cada lección aparecerá la reseña correspondiente. Ud. podrá hojear toda la reseña si así lo desea mediante los iconos de flecha. Para volver a este curso, oprima el icono de puerta en la parte inferior de la pantalla. Los multivibradores biestables (llamados en inglés flip-flops) poseen dos estados estables, y pueden permanecer en cualquiera de éstos hasta que un pulso externo los fuerza a cambiar de estado. El biestable es, de hecho, una memoria de un bit (esto es, puede almacenar un "cero" o un "uno" lógicos). Algunos biestables poseen dos salidas: • •
una salida común, o "no-invertida", Q. una salida invertida, Q'.
Cuando usamos la expresión "salida del biestable", nos referimos a la salida no-invertida. Nota: En este curso usaremos la notación
A
= A'
EB-133
1 -2
AUTOEXAMEN Estudie el circuito de la figura:
Biestables RS 1. En un biestable NOR RS, el estado estacionario es: R = S = "0" R = "0", S = "1" R = "1", S = "0" R = S = "1" 2. El estado prohibido en el biestable RS NAND es: R' = S' = "1" R' = "0", S' = "1" R' = "1", S' = "0" R' = S' = "0"
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Tablero Maestro Plaqueta de circuito impreso EB-133
EB-133
1 -3
PROCEDIMIENTO 1. Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique
la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura:
Biestables RS 3. Conecte los cables de p uenteo a A y B co mo se indica en l a próxima pantalla. Con esto quedarán conectados los interruptores A y B a las entradas correspondientes. Los interruptores de dos posiciones suministran los estados lógicos "0" y "1" a las entradas de las compuertas. Conecte el circuito en la siguiente secuencia:
EB-133
1 -4
4. Verifique que la fuente de alimentación PUZ-2000 está encendida.
5. Use los interruptores A y B para llevar el estado de las entradas del biestable R-S NOR de "0" a "1". Una lámpara encendida indica un estado lógico "1". La entrada "Reset" está conectada al interruptor A y la entrada "Set" al interruptor B. Ambas entradas poseen lógica positiva. Complete el diagrama de tiempo de la figura, anotando las formas de onda en su cuaderno.
Diagrama de Tiempo - Biestable RS NOR 6. Complete la tabla de verdad de la siguiente figura para el biestable R-S NOR y defina la operación del biestable. Use los siguientes códigos: "0" - bajo, "1" - alto, "2" - no cambia. Operación Retención Puesta 0 a 0 Puesta 1 a 1
R 0
S 0 1 0
Q 0 1 0
Q' 1 0 1
Ilegal
1
1
0
0
Tabla de verdad - Biestable R-S NOR 7. Use los interruptores A y B para modificar los estados de las entradas del biestable R-S NAND.
EB-133
1 -5
8. Complete, en su cuaderno, el diagrama de tiempo que comienza en la próxima pantalla. La lámpara F1 muestra el estado de la salida Q, y la salida F el estado de la salida invertida, Q' ( Q ).
2
muestra
La entrada de puesta a uno ( Set ) es conectada al interruptor A, y la entrada de puesta a cero ( Reset ) es conectada al interruptor B. Ambas entradas son del tipo "activo en estado bajo". Complete en su cuaderno el diagrama de tiempo.
Diagrama de Tiempo - Biestable R-S NAND
9.Complete la tabla de verdad de la siguiente figura (biestable R-S NAND). Use los siguientes códigos: "0" - bajo, "1" - alto, "2" - no cambia. Operación Retención Puesta 0 a 0 Puesta 1 a 1 Ilegal
R 0
S 0 1
1
0
Q 1 1
1
0
Q' 1 0
0
1
1
Tabla de verdad - Biestable R-S NAND
EB-133
2 -1
LECCIÓN No. 2: BIESTABLES RS - II OBJETIVOS Esta lección consta de un cuestionario, que trata acerca de los temas estudiados en la lección anterior: Biestable R-S - I.
PREGUNTAS de RESUMEN 1. ¿Cómo se pued e llevar un biestable RS (NOR ) del esta do Q = "0" al estado Q = "1"? S = R = "0". S = "0", R = "1". S = "1", R = "0". S = R = "1". 2. ¿Cómo se puede cambiar la salida del biestable RS (NOR), si se halla en el estado Q = "1"? S = R = "0". S = "0", R = "1". S = "1", R = "0". S = R = "1". 3. ¿Cómo se puede sacar al biestable RS (NAND) del estado Q = "1"? S=R="0". S="0", R="1". S="1", R="0". S=R="1". 4.
Para retener el presente estado en un biestable RS NAND, debe hacerse: S = R = "0". S = "0", R = "1". S = "1", R = "0". S = R = "1".
5.
La condición de entradas prohibida en un biestable RS (NAND) es: S = R = "0". S = "0", R = "1".
S = "1", R = "0". S = R = "1".
EB-133
3 -1
LECCIÓN No. 3: ENCLAVADORES - I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Comprender los principios de operación del enclavador (latch). 2. Calcular la salida del enclavador. 3.
Compilar la tabla de verdad del enclavador con base en los valores medidos.
4. Usar el diagrama de tiempos para deducir los estados de las entradas y salidas.
DISCUSION Cuando G vale "0", la salida Q permanece enclavada en su valor actual. La señal de reloj (control) en la plaqueta EB-133 es tomada desde dos fuentes: •
un interruptor interno de reloj que selecciona nivel (alto o bajo) conectado por medio de los dos terminales de puenteo superiores
•
un generador de reloj externo, conectado por medio de los dos terminales de puenteo inferiores.
EB-133
3 -2
AUTOEXAMEN 1. Para retener el dato de salida, G debe ser: "0" "1" 2. Si G vale "1": Q = "0". Q = "1". Q = D. Q = D'.
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Tablero Maestro Plaqueta de circuito impreso EB-133
PROCEDIMIENTO 1. Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique
la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura:
Conexiones del enclavador
EB-133 3. Conecte cinco cables de puenteo a los puntos A, B, C, D y CLK, como se muestra en la próxima pantalla, para poder comenzar el experimento. Los interruptores de dos posiciones A, B, C y D proveen estados lógicos ("0" ó "1") a las entradas. La entrada de reloj (CLK) hace las veces de entrada de control del enclavador (G). 4. Conecte el circuito del siguiente modo:
5. Use los interruptores A, B, C y D para fijar los valores de las entradas del enclavador. La lámpara se enciende para indicar un estado lógico "1". El interruptor CLK es usado como entrada de control. Otenga el diagrama de tiempos, y dibuje en su cuaderno las ondas obtenidas en las distintas salidas:
3 -3
EB-133
3 -4
6. Complete la siguiente tabla de verdad. Use los códigos: "0" - bajo, "1" - alto, "2" - indiferente. G 0 0 1
D 0 1 0
Q3 0 0 0
1
1
0
Tabla de verdad del enclavador 7. Observe (en el diagrama de tiempo) que la salida Q sigue a la entrada D sólo cuando la entrada de control G vale "1". Cuando G pasa a "0", la información en la salida es retenida. De allí el nombre de "enclavador".
Modo de Práctica En esta parte del experimento, el sistema EB-2000 efectuará cambios en el circuito. Ud. la oportunidad de aplicarcuál los es conocimientos que adquirió en este tiene experimento para determinar la causa del cambio.
EB-133
3 -5
8. Se insertó una falla en el sistema. 9. Use los interruptores para completar el diagrama de tiempo. Anote los resultados en su cuaderno.
Diagrama de Tiempo 10. El error en el diagrama de tiempo es: D0 = "0". D0 = "1". D1 = "0". D1 = "1". D2 = "0". D2 = "1". D3 = "0". D3 = "1". G = "0". 11. Otro cambio fue introducido en el circuito.
EB-133
3 -6
12. Complete el diagrama de tiempo, y cópielo en su cuaderno.
13. El error en este diagrama fue causado por: D0 = "0". D0 = "1". D1 = "0". D1 = "1". D2 = "0". D2 = "1". D3 = "0". D3 = "1". G = "0".
EB-133
4 -1
LECCIÓN No. 4: ENCLAVADORES - II OBJETIVOS Esta lección consta de un cuestionario, que trata acerca de los temas estudiados en la lección anterior: Enclavadores - I.
PREGUNTAS de RESUMEN 1. En un enclavador, se transfieren datos cuando: CLK es "1". CLK es "0". 2. Un enclavador de cuatro entradas puede ser usado como: Memoria de un bit. Memoria de 2 bits. Memoria de 4 bits. Memoria de 8 bits. 3. Si el reloj se halla en estado "0", y el estado de la entrada cambia, la salida: Cambiará. No cambiará. 4.
El estado ilegal en el enclavador es: D = "0" , CLK = "0". D = "1" , CLK = "0". D = "1" , CLK = "1". No hay estados prohibidos.
EB-133
5 -1
LECCIÓN No. 5: BIESTABLES J- K- I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Conocer la operación del biestable J-K. 2. Completar la tabla de verdad con base en los valores medidos. 3. Analizar el diagrama de tiempo y determinar los estados de las entradas y salidas.
DISCUSION El biestable J-K es útil para armar contadores, ya que, si las entradas J y K se hallan en estado "1", cada pulso de reloj permuta el estado de la salida Q (de "0" a "1" y viceversa). Una cascada de biestables, donde la salida de cada biestable es conectada a la entrada de reloj del siguiente, constituye un contador asincrónico.
AUTOEXAMEN 1. En un biestable JK, la condición de estado estable es: J = K = "0". J = "0", K = "1". R = "1", S = "0" que causa J = "1", K = "0". J = K = "1". 2. Para que el biestable J-K opere en modo de basculamiento (toggle), las entradas deben valer: J = K = "0". J = "0", K = "1". R = "1", S = "0". J = K = "1".
EB-133
5 -2
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Plaqueta de circuito impreso EB-133 Tablero Maestro
PROCEDIMIENTO 1. Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique
la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura:
Biestable J-K 3. Conecte A, B, C, y CLK a las entr adas del bie stable J-K com o se muestra en la figura.
EB-133 4.
5 -3
Use los interruptores A, B y C para modificar los estados del biestable J-K. La lámpara F 1, que representa la salida Q, se enciende para indicar un estado lógico "1". El interruptor CLK controla la entrada de reloj (clock). La entrada S ( poner en "1" SET) pone la salida del biestable Q = "1". 5. Complete el diagrama de tiempo de la figura. Anote los resultados en su cuaderno.
6. Complete la tabla de verdad del biestable J-K. El término "Desc." en la tabla significa que el reloj debe activarse en su flanco descendente. Operación Puesta 1a X Retención Puesta 0a 0 Puesta 1a 1 Basculam.
J
K X
0
1 1 1
CLK 1 1 Desc. Desc. 0 Desc. 1 1 Desc.
Q
X
0 1 0
1
S 0
0
0
Tabla de verdad - biestable J-K Use el código: "2" - sin cambio; "3" - basculamiento. Nota: la entrada S se activa en estado bajo, es decir, con un "0".
LECCIÓN No. 6: BIESTABLES J- K- II OBJETIVOS Esta lección consta de un cuestionario, que trata acerca de los temas vistos en la lección anterior: Biestable J-K I.
PREGUNTAS de RESUMEN 1. El biestable JK es activado: En los flancos ascendentes del reloj. En los flancos descendentes del reloj. Cuando CLK = "0". Cuando CLK = "1". 2.
Si S = "0" (recordemos que esta entrada es invertida), la salida Q valdrá "1": Cuando J y K valen "1". Cuando J y K valen "0". Cuando el reloj pasa de "1" a "0". Siempre (sin importar las otras entradas).
3. Si el reloj se halla enclavado en "0" o en "1", los cambios en la entrada __________ en la salida. se no reflejan se reflejan 4.
En un biestable JK, el estado prohibido es: J = "0" , K = "0" , CLK = "0". J = "1" , K = "1" , CLK = "0". J = "1" , K = "1" , CLK = "1". No hay estados ilegales en el biestable JK.
EB-133
7 -1
LECCIÓN No. 7: CONTADOR ASINCRONICO J- K- I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Determinar la salida de un contador asincrónico. 2. Completar las tablas de verdad con base en los valores medidos. 3. Completar las tablas de verdad con base en los valores medidos. 4. Analizar diagramas de tiempos y determinar el estado de los distintos componentes.
DISCUSION El biestable J-K es útil para armar contadores, ya que, si las entradas J y K se hallan en estado "1", cada pulso de reloj permuta el estado de la salida Q (de "0" a "1" y viceversa). Una cascada de biestables, donde la salida de cada biestable es conectada a la entrada de reloj del siguiente, constituye un contador asincrónico.
AUTOEXAMEN 1. El estado del del contador contador valdrá: binario es 001. Tras el próximo pulso de reloj, el estado 000 010 011 101 2. El estado actual de la salida de un contador binario descendente es 111. Tras el próximo pulso de reloj, el estado valdrá: 000 110 011 101
EB-133
7 -2
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Plaqueta de circuito impreso EB-133 Tablero Maestro
PROCEDIMIENTO 1.
Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura. En esta lección se incluyen tres ejercicios relacionados con los contadores asincrónicos basados en biestables J-K. En la figura se puede apreciar un contador asincrónico ascendente.
Contador asincrónico ascendente J-K 3. Conecte los cables de puenteo como se indica. Este circuito cuenta en sentido ascendente los pulsos en la entrada de reloj del primer biestabl e J-K, y es por eso llamado contador ascendente.
EB-133
7 -3
4. Use los interruptores A, B y C para l levar los estados de en trada del primer biestable J-K a modo de basculamiento (esto es, haga A=B=C="1"). 5. Use el interruptor CLK para variar el estado de la entrada de reloj, hasta completar el diagrama de tiempos de la próxima pantalla. Las lámparas se encienden para indicar "1" lógico. El interruptor CLK es usado para controlar la entrada de reloj del primer biestable J-K. Complete en su cuaderno el siguiente diagrama de tiempo.
Diagrama de Tiempo - Contador asincrónico J-K
EB-133 6.
7 -4
Complete la tabla de verdad del contador. COUNT 0000 1100 2010 3110 4011 5000 6100 7010
Q1
Q2
Q3
Contador asincrónico ascendente J-K 7. Observe el d iagrama de t iempo. Note que las salidas sólo cambian en el flanco descendente del reloj. 8. En la se gunda parte de este experimento, conectaremos un contador asincrónico descendente. 9. Estudie el circuito de la figura. Este circuito cuenta (en sentido descendente) los pulsos de reloj aplicados al primer biestable de la cadena.
Contador asincrónico descendente J-K
EB-133
7 -5
10. Conecte el circuito del modo indicado. Lleve a A, B y C al estado lógico "1". 11. Use los resultados que obtuvo para completar en su cuaderno el diagrama de tiempo de la figura.
Circuito con detención por fin de cuenta - diagrama de tiempo 12. Complete la tabla de verdad del contador. COUNT 0111 1000 2010 3101 4001 5110 6101 7101
Q3
Q2
Q1
Contador asincrónico descendente J-K
EB-133
7 -6
13. En la tercera parte de este experimento, se incorpora una señal de detención asincrónica ("fin de cuenta"). 14. Estudie el circuito de la figura:
Circuito con detención por fin de cuenta 15. Conecte el circuito como se indica. Este circuito cuenta los pulsos de reloj aplicados al primer biestable. Cuando la cuenta llega a Q3Q2Q1= 101, el circuito deja de contar. 16. Desconecte el puente C, y conéctelo al interruptor C. Lleve el estado del contador a Q3Q2Q1 = 000. Para habilitar el proceso, vuelva a colocar el puente C donde se hallaba anteriormente. 17. Use el interruptor de reloj (CLK) para completar el diagrama de tiempo en su cuaderno.
Circuito con detención por fin de cuenta - diagrama de tiempo
EB-133
7 -7
18. Complete la tabla de verdad del contador. COUNT 0000 1011 2100 3101 4101 5101
Q3
Q2
Q1
Circuito con detención por fin de cuenta Modo de Práctica En esta parte del experimento, el sistema EB-2000 efectuará cambios en el circuito. Esta es una oportunidad de aplicar los conocimientos que adquirió en este experimento para determinar la causa de las fallas. El circuito ha sufrido una modificación. 19. Desconecte el cable de puenteo C y conéctelo al interruptor C. Lleve
el estado del contador a: Q3Q2Q1 = 000 y luego restaure la conexión anterior de C para poder iniciar la cuenta. 20. Use el interruptor CLK para completar el diagrama de tiempos de la figura. Copie los resultados en su cuaderno.
EB-133
7 -8
21. Las ondas anormales son: Q1, Q2. Q1, Q3. Q2. Q2, Q3. 22. El circuito sufrió otro cambio. Complete en su cuaderno el diagrama de tiempo. 23. La señal (o señales) con forma de onda anormal (es) (son): Q1, Q2. Q3. Q2. Q2, Q3.
EB-133
8 -1
LECCIÓN No. 8: CONTADOR ASINCRONICO J- K- II OBJETIVOS Esta lección consta de un cuestionario, que trata acerca de los temas estudiados en la lección anterior: Contador Asincrónico J-K - I.
PREGUNTAS de RESUMEN 1. En un biestable conectado directamente al reloj, la salida Q: Cambia en cada flanco del reloj. Cambia sólo en los flancos descendentes del reloj. Cambia sólo en los flancos ascendentes del reloj. 2. El ritmo de cambio más rápido se aprecia en la salida de: Q1 Q2 Q3 3. Al conectar biestables JK para armar un contador, las entradas de los biestables deben valer: J = K = "0". J = "0", K = "1". J = "1", K = "0". J = K = "1". 4. Al conectar un contador asincrónico ascendente: La salida Q es conectada al CLK del siguiente biestable. La salida invertida es conectada al CLK del siguiente biestable. Todas las entradas de reloj son conectadas al reloj maestro. 5. Al conectar un contador asincrónico descendente: La salida Q es conectada al CLK del siguiente biestable. La salida invertida es conectada al CLK del siguiente biestable. Todas las entradas de reloj son conectadas al reloj maestro. 6. Si se conecta un circuito de detención por fin de cuenta, el número de estados posibles de salida: Crece.
Decrece. No cambia.
EB-133
9 -1
LECCIÓN No. 9: BIESTABLES D - I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Conocer la operación del biestable (flip-flop) tipo D. 2. Compilar la tabla de verdad con base en mediciones. 3. Analizar diagramas de tiempo y determinar el estado de los distintos componentes.
DISCUSION Los biestables tipo D son similares al enclavador que ya hemos visto. Este biestable transfiere el valor de la entrada de datos (D) a la salida durante las transiciones (positivas o negativas, según se fije) del reloj. Entre transiciones de igual signo, la salida permanece constante. El EB-133 incluye biestables que se disparan en el flanco negativo de la señal de reloj.
AUTOEXAMEN 1. En un biest able tipo D, cuando el reloj com pleta una trans ición, se observa: D = Q. D = Q'. D = "0". D = "1". 2. Si la sali da Q de un biestable tipo D vale "0 ", ¿cómo lo llevaremos a "1"? Haremos D = 1. El cambio se producirá en la transición ascendente del reloj., Haremos D = Q'. El cambio se producirá en la transición ascendente del reloj.
Haremos D = Q'. El cambio se producirá en la transición descendente del reloj. Las dos primeras respuestas son correctas.
EB-133
9 -2
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Plaqueta de circuito impreso EB-133 Tablero Maestro
PROCEDIMIENTO 1. Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique
la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura:
Biestable tipo D 3. Conecte los cables de puenteo del modo mostrado. A y C controlan las entradas D y de puesta a cero (RESET). La entrada de puesta a uno (SET) es conectada internamente al interruptor B.
EB-133
9 -3
4. Use los interruptores A, B, C y CLK para camb iar las entradas del biestable. La lámpara representa la salida Q1, y se enciende para indicar un estado lógico "1". El interruptor CLK controla la entrada de reloj (clock). 5. Complete el diag rama de tiempo de la figur a, y dibuje este diagrama en su cuaderno.
Biestable D - diagrama de tiempo
EB-133
9 -4
6. Complete la tabla de verdad de la figura para definir la operación del biestable. Use: "2" - puesta a uno (set); "3" - puesta a cero (reset). Operación Puesta 1a 0 Puesta 0a 1
S
R 1
D
1
0
X X
X X
1 1
1 1
0 1
CLK 1 0
Q1 0 1
Q'
Ascen. Ascen.
0 1
1 0
Biestable D - tabla de verdad Modo de práctica En esta parte del experimento, el sistema EB-2000 efectuará cambios en el circuito. Ud. tiene una oportunidad de aplicar los conocimientos que adquirió en este experimento. Determine dónde radica la anomalía. 7. El circuito del biestable tipo D sufrirá una alteración. 8. Use los interruptores para completar la tabla de verdad: S R 01XX11 10XX01 1 1 1 1
D1
CLK
Q1
Q'
0 1
Ascen. Ascen.
0 0
1 1
Tabla de verdad 9. La causa del cambio en la tabla de verdad es: D1 = "0". D1 = "1". R = "0". R = "1". S = "0". S = "1". Q1 = "0".
Q1 = "1".
EB-133
10-1
LECCIÓN No. 10: BIESTABLES D - II OBJETIVOS Esta lección consta de un cuestionario, que trata acerca de los temas estudiados en la lección precedente: Biestables D - I.
PREGUNTAS de RESUMEN 1. El biestable D transfiere datos de D a Q: En las transiciones ascendentes. En las transiciones descendentes. Cuando CLK = "0". Cuando CLK = "1". 2. Si S = "0", la salida Q vale "1" cuando: La entrada D está en estado "1". La entrada D está en estado "0". Ocurre un flanco descendente del reloj. Siempre (sin depender de las otras entradas). 3. Si el reloj se enclava en "0" o en "1", los cambios en la entrada D _______ en la salida. Serán copiados No serán copiados 4. En un biestable D, el estado ilegal es: S = "0" , R = "0" , CLK = "0". S = "1" , R = "1" , CLK = "0". S = "1" , R = "1" , CLK = "1". No hay estados ilegales en el biestable D.
EB-133
1 1-1
LECCIÓN No. 11: CIRCUITOS SINCRONICOS - I OBJETIVOS Tras completar esta lección, Ud. será capaz de: 1. Determinar los estados de salida del contador sincrónico. 2. Compilar la tabla de verdad con base en mediciones. 3. Analizar diagramas de tiempo y determinar el estado de los distintos componentes.
DISCUSION Puede construirse un contador sincrónico por medio de biestables tipo D. La salida Q de cada biestable debe ser conectada a la entrada D del siguiente. En los contadores sincrónicos, todas las entradas CLK son conectadas a un reloj común.
AUTOEXAMEN 1. El estado de un contador binario ascendente de cuatro bits es 0101. Tras el próximo pulso de reloj, el estado valdrá: 1000 0110 0111 0100 2. Un contador binario de 4 bits posee ___ estados de salida. 4 8 16 32
EQUIPO Para realizar este experimento, se precisa el siguiente equipo: •
• •
Bastidor PUZ-2000 Plaqueta de circuito impreso EB-133 Tablero Maestro
EB-133
1 1-2
PROCEDIMIENTO 1. Deslice el EB-133 en las guías de plaqueta del PUZ-2000, y verifique
la conexión. 2. Estudie el circuito de la figura. En esta lección realizará tres ejercicios relacionados con contadores sincrónicos basados en el biestable D.
Circuito sincrónico con biestable D 3. En la primera parte de este experimento usaremos el circuito mostrado en la pantalla anterior. El diagrama de conexión representa un circuito sincrónico. Este circuito genera una secuencia sincrónica que incluye 15 estados diferentes. 4. Conecte las entr adas A, C y CLK del mod o mostrado. Lleve a "0" el interruptor A , y lleve B y C a "1". Aplique pulsos de reloj hasta que los cuatro biestables queden puestos a cero. 5. Ponga el interruptor A en "1", y aplique un pulso de reloj para que el primer biestable quede en "1". Desconecte el cable de puenteo A y conecte dicho cable a la salida de la compuerta 9. En este circuito, el estado de las salidas cambia (sincrónicamente), según van llegando los pulsos de reloj a las entradas CLK de los biestables.
EB-133
1 1-3
6. Modifique la entrada de reloj usando el interruptor CLK para completar el diagrama de tiempo. Grafique este diagrama en su cuaderno. (Las lámparas se encienden para indicar un "1" lógico. El interruptor CLK controla la entrada de reloj del primer biestable D.)
Circuito sincrónico - diagrama de tiempo
EB-133
1 1-4
7. Complete la tabla de verdad del contador. Cuenta 10010 20100 31001 40011 50110 61101
Q4
Q3
Q2
Q1
71010 80101 91011 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19
0 1 1 1 0 0 0 1 0 0
1 1 1 1 0 0 1 0 0 1
1 1 1 0 0 1 0 0 1 1
1 1 0 0 1 0 0 1 1 0
20 21 22
1 1 0
1 0 1
0 1 0
1 0 1
D-FF Synchronous Circuit - Truth Table 8. Observe el diagrama de tiempo y note que las salidas Q sólo cambian en el flanco ascendente del reloj. 9. En la segunda parte de este experimento, Ud. modificará las conexiones para armar un contador cíclico ("de anillo") sincrónico, como el mostrado en la figura.
EB-133
1 1-5
Contador sincrónico cíclico 10. Conecte los cordones de puenteo a las entradas A, C y de reloj, como se muestra en la figura.
11. Lleve a "0" el interruptor A, y lleve los interruptores B y C a "1". Aplique varios pulsos de reloj, hasta que los cuatro biestables queden puestos a cero. Desconecte el cable de puente A y conecte el cable de realimentación (entre Q4 y la entrada D1), como se muestra en la figura. Este circuito hace información aplicada al primer biestable tras cada pulso de "rotar" reloj, y la por eso se lo conoce como contador cíclico.
EB-133
1 1-6
12. Lleve momentáneamente el interruptor B a "0" y de nuevo a "1 ". Aplique los pulsos de reloj indicados en la figura. Complete el diagrama de tiempo y cópielo en su cuaderno.
Diagrama de Tiempo - Contador cíclico sincrónico 13. Complete la tabla de verdad del contador. Cuenta 10010 20100 31000 40001 50010 60100 71000 80001
Q4
Q3
Q2
Contador cíclico sincrónico - Tabla de verdad
Q1
