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Aplicaciones de Flip Flops
Las chancletas encontrarán su uso en muchos de los campos de la electrónica digital. Los chanclas son los componentes principales de los circuitos secuenciales. Particularmente, los flip flops activados por flancos son dispositivos muy ingeniosos que se pueden utilizar en una amplia gama de aplicaciones, como el almacenamiento de datos binarios, contador, transferencia de datos binarios de una ubicación a otra, etc. Algunas de las aplicaciones más comunes de flip-flops son
- Contadores
- Registros
- Circuitos divisores de frecuencia
- Transferencia de datos
Todas estas aplicaciones hacer uso de la operación sincronizada del flip-flop. Casi todos ellos pertenecen a la categoría de circuitos secuenciales.
Contadores
Los contadores son ampliamente utilizados en electrónica digital y sistemas digitales. Se usan para contar la cantidad de eventos ocurridos en un intervalo de tiempo específico. En su mayoría, se usa un contador para contar la cantidad de pulsos que ingresan a la entrada de un circuito en un período de tiempo específico.
En la terminología de electrónica digital, un Contador es un circuito secuencial que produce una secuencia de recuento específica. Es un dispositivo electrónico que se usa para contar las señales del reloj. Los contadores tendrán memoria, ya que tienen que recordar los estados pasados del circuito digital y, por lo tanto, consisten en flip-flops en su estructura.
Los contadores se clasifican en dos tipos.
- Contador asíncrono
- Contador síncrono
Contador asincrónico
El contador asíncrono también se conoce como contador Ripple. El contador asincrónico se forma conectando flip-flops complementarios, es decir, el primer flip-flop se conecta con la entrada de pulso de reloj y el resto de flip-flops se conecta a la salida del flip-flop anterior. Podemos crear complementos de flip-flops utilizando J Flip-Flops y conectando sus entradas juntas.
Aquí, la entrada del reloj solo está conectada para la primera etapa. La segunda etapa se desencadena por la salida de la primera etapa debido a la demora de propagación del flip flop. La transición del pulso del reloj de entrada y la salida Q1 nunca ocurrirá simultáneamente. Esto se conoce como ‘operación asincrónica de contadores’. La salida del contador se alternará para el borde positivo del pulso del reloj porque ambas entradas están vinculadas a ALTO (lógica 1).
También se puede crear un contador de ondulación conectando la entrada de la siguiente tapa-flop a la salida complementada (Q’1). Contará desde el máximo hasta cero, es decir, actúa como contador descendente.
Un ejemplo más de un contador se explica a continuación.
Módulo-n-contador
Modulo-n contador se restablece después de que se alcanza un número especificado (después de ‘n’). El número al que debe realizarse el restablecimiento viene dado por la puerta NAND. Los contadores de rizado normales se modifican para que actúen como módulo-n contadores utilizando puertas NAND. Cuando la salida de la compuerta NAND es baja, las flip-flops se restablecerán, al igual que la salida del contador.
Si consideramos un contador módulo 5, el contador debería reiniciarse cuando alcance el estado 101. Las entradas a la La compuerta NAND debe conectarse a las salidas de FF 1 y FF 3, es decir, Q1 y Q3. Cuando la salida de estas dos etapas alcanza 1, entonces la salida de la compuerta NAND es 0 y esto restablece el contador.
El diagrama lógico de un contador módulo 5 se muestra a continuación.
Contador síncrono
En contadores síncronos, todos los flip-flops están conectados a la misma señal de reloj y todos los flip-flops se dispararán al mismo tiempo. Estos también se llaman ‘Contadores simultáneos’.
Ejemplo: 2-Contador síncrono de bits.
2-Contador síncrono de bit
En este contador, ambos flip flops están conectados al mismo pulso de reloj. La salida del primer flip flop actúa como la entrada del siguiente flip flop.
Inicialmente, se supone que los flip flops están en estado de reinicio ya que sus salidas son 0, es decir, Q1 = 0 y Q2 = 0. Cuando aplicamos el primer pulso de reloj, el primer flip flop (FF 1) se alternará, ya que ambas entradas del flip flop FF 1 están vinculadas HIGH (lógica 1). Para el segundo pulso de reloj, ambos flip-flops se alternarán porque las entradas de ambos flip-flops FF 1 y FF 2 están en alto. Si aplicamos el tercer pulso de reloj, solo el primer flip flop FF 1 se alternará porque la entrada al flip flop FF 2 es 0.
En el caso de un contador síncrono de 3 bits, las entradas al tercer flip flop se conectan a una puerta Y que se alimenta por las salidas del primer y segundos flip flops (Q1 y Q2) es decir, las entradas al tercero flip flop están ligados al producto Q1Q2. De manera similar, en el caso de un contador síncrono de 4 bits, las entradas del cuarto biestable deberían vincularse al producto Q1Q2Q3.
Hay muchos más tipos de contadores que usamos, como
- Contador de timbre
- Contador de BCD
- Contador de década
- Contador de subida/bajada
- Contador de frecuencia
Aplicaciones de contadores
Los contadores se utilizan como relojes digitales, contadores de frecuencia, contadores binarios, etc.
Registers
Flip flops puede almacenar un solo bit de datos, es decir 1 o 0. Los registros se usan para almacenar múltiples bits de datos. Así que las chanclas se usan para diseñar Registros. De acuerdo con la electrónica digital, un Registro es un dispositivo que se usa para almacenar la información. Como se permite un solo flip-flop para el almacenamiento de 1 bit, n flip-flops se conectan en un orden para almacenar n bits de datos. Por ejemplo, si una computadora debe almacenar datos de 16 bits, entonces necesita un conjunto de 16 flip flops. La entrada y las salidas de un registro pueden ser en serie o en paralelo según el requisito. La serie de bits de datos que almacenan los registros se denomina «Byte» o «Palabra».
Cuando se conectan varios flip flops en serie, esta disposición se denomina Registro. La información almacenada se puede transferir dentro de los registros; estos se llaman como ‘Registros de cambio’. Registros asíncronos y sincrónicos: los registros de desplazamiento se componen de flip-flops y su operación depende del estado de los flip-flops. Los registros que funcionarán dependiendo de la activación asíncrona se denominan «registros de desplazamiento asíncrono».
De manera similar, los registros de desplazamiento que cambiarán su estado solo cuando se desencadenan por pulso de reloj se denominan «registros de desplazamiento síncrono». «.
Los registros de desplazamiento son de varios tipos, son
- Shift left register.
- Shift right register.
- Cambie el registro.
- Registros de desplazamiento bidireccional.
- Registros universales de desplazamiento
División de frecuencia
Como su nombre lo indica, los circuitos divisores de frecuencia se usan para producir la señal digital emitida exactamente la mitad de la frecuencia de entrada. Los circuitos divisores de frecuencia generalmente se usan en el diseño de contadores asíncronos.
El proceso de dividir o reducir la frecuencia de salida a la mitad de su la frecuencia de la señal de entrada se denomina «división de frecuencia».
Esto significa que si procesamos una señal de entrada de frecuencia de 160 kHz, el circuito divisor de frecuencia proporcionará una salida de 80 kHz.
Transferencia de datos
«Transferencia de datos» es el proceso de transferencia de datos desde un registro a otro registro.
En general, los registros de desplazamiento realizan este tipo de operaciones. Los datos se pueden transferir mediante el uso de flip-flops, de dos maneras. Son
- Transferencia de datos en serie.
- Transferencia de datos en paralelo