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CONTADORES Y REGISTROS

INTRODUCCIÓN

Como ya se ha visto, los flip-flops pueden conectarse entre sí para realizar funciones de recuento. A esta combinación de flip-flops se la denomina contador. El número de flip-flops que se utilizan y la forma en que se conectan determinan el número de estados (que recibe el nombre de módulo)y también la secuencia específica de estados por los que pasa el contador durante un ciclo completo.Dependiendo del modo en que se aplique la señal de reloj, los contadores se clasifican en dos amplias categorías: asíncronos y síncronos. En los contadoresasíncronos, normalmente denominados contadores con propagación (ripple counters), se aplica una señal de reloj externa a la entrada de reloj del primerflip-flop y luego a los siguientes flip-flops se les aplica la señal de reloj mediante la salida del flip-flop anterior. En los contadores síncronos, la entrada de reloj se conecta a todos los flip-flops, de forma que se les aplica la señal de reloj simultáneamente.

FUNCIONAMIENTO DE UN CONTADOR ASINCRONO

Un contador asíncrono es aquél en el que los flip-flops (FF) del contador no cambian de estado exactamente al mismo tiempo, dado que no comparten el mismo impulso de reloj.

La entrada de reloj de un contador asíncrono siempre está conectada sólo al flip-flop LSB.

Contador Binario Asíncrono de 03 bits

Contador de décadas asíncrono

Decodificador Parcial

FUNCIONAMIENTO DEL CONTADOR SÍNCRONO

El término síncrono se refiere a los eventos que tienen una relación temporal fija entre sí. Un contador síncrono es aquel en el que todos los flip-flops del contador reciben en el mismo instante la señal de reloj.

Contador binario síncrono de 2 bits

En un contadorsíncrono, la entradade reloj llega acada flip-flop.

Contador síncrono binario de 3 bits

Contador síncrono binario de 4 bits

Contador de décadas síncrono de 4 bits

CONTADOR BINARIO SÍNCRONO DE 4 BITS 74HC163

CONTADOR DE DÉCADAS BCD SÍNCRONO 74F162

CONTADOR SÍNCRONO ASCENDENTE/DESCENDENTE

Un contador ascendente/descendente (up/down) es aquel capaz de progresar en cualquier dirección a lo largo de una cierta secuencia. Un contador ascendente/descendente, algunas veces también denominado contador bidireccional, puede tener cualquier secuencia de estados especificada.

CONTADOR DE DÉCADAS ASCENDENTE/DESCENDENTE 74HC190

DISEÑO DE CONTADORES SÍNCRONOS

Paso 1: diagrama de estados

Antes de exponer una técnica de diseño de contadores específica, vamos a comenzar con una definición general de circuito secuencial o máquina de estados: un circuito secuencial está formado por una etapa de lógica combinacional y una sección de memoria (flip-flops)

Paso 2: tabla del estado siguiente

Paso 3: tabla de transiciones de los flip-flops

Paso 5: Expresiones lógicas para las entradas de los flip-flops

Paso 4: mapas de Karnaugh

Paso 6: implementación del contador

CONTADORES EN CASCADA

Conexión en cascada significa que la salida de la última etapa de un contador excita la entrada del siguiente contador.

DECODIFICACIÓN DE CONTADORES

En muchas aplicaciones, es necesario decodificar algunos o todos los estados del contador. La decodificación de un contador implica la utilización de decodificadores o de puertas lógicas para determinar cuándo se encuentra el contador en un determinado estado binario de su secuencia. Por ejemplo, la función de fin de cuenta estudiada previamente es una decodificación de un único estado (el último estado) de la secuencia del contador

PARTE 2

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO

IntroducciónLos registros de desplazamiento son un tipo de circuitos lógicos secuenciales, que están íntimamente relacionados con los contadores digitales. Los registros se utilizan principalmente para almacenar datos digitales y, normalmente, no poseen una secuenciacaracterística interna de estados como los contadores.

FUNCIONES BÁSICAS DE LOS REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO

Los registros de desplazamiento están formados por un conjunto de flip-flops, y son muy importantes en las aplicaciones que precisan almacenar y transferir datos dentro de un sistema digital. La diferencia básica entre un registro y un contador es que un registro no tiene una secuencia de estados específica, excepto en ciertas aplicaciones muy especializadas. En general, un registro se utiliza únicamente para almacenar y desplazar datos (1s y 0s), que introduce en él una fuente externa y, normalmente, no posee ninguna secuencia característica interna de estados.

TIPOS DE REGISTROS

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE 8 BITS CONENTRADA SERIE Y SALIDA PARALELO 74HC164

FIGURA: Registro de desplazamiento de 4 bits con entrada paralelo-salida serie.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE 8 BITS CON CARGA PARALELO 74HC165

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE 4 BITS DE ACCESO PARALELO 74HC195

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO BIDIRECCIONALES

Un registro de desplazamiento bidireccional es aquél en el que los datos se pueden desplazar a izquierda o a derecha. Se puede implementar utilizando puertas lógicas que permitan la transferencia de un bit de datos de una etapa a la siguiente de la izquierda o de la derecha, dependiendo del nivel de una línea de control.