Informe previo

1. DESCRIBIR EL CONCEPTO DE REGISTRO, ANALICE SU FUNCIONAMIENTO Y MENCIONE LOS TIPOS CARACTERSTICOS DE LOS REGISTROS Y ANALIZAR CADA UNO DE ELLOS (LOS CIRCUITOS Y SUS CARACTERSTICAS, TABLAS DE ESTADOS Y DIAGRAMAS DE TIEMPO).Un registro se forma combinando varios flip-flops de manera que se puedan almacenar grupos de bits. Por ejemplo un registro de 8 bits se construye a partir de 8 flip-flops. Adems de almacenar bits los registros se pueden emplear para desplazar los bits de una posicin a otra dentro del propio registro o fuera del mismo. Estos dispositivos reciben el nombre de registros de desplazamiento y los veremos en secciones posteriores Estn disponibles varios registros en la forma de circuito integrado (chip). El registro ms sencillo consta de flip flop solos sin ninguna compuerta externa.

Tipos de registros de desplazamientoDependiendo del tipo de entradas y salidas, los registros de desplazamiento se clasifican como: Serie-serie: solo la entrada del primer flip flop y la salida del ltimo son accesibles externamente. Se emplean como lneas de retardo digitales y en tareas de sincronizacin.En cada pulso de reloj, se transfiere un bit de izquierda a derecha. Si asumimos un dato que sea por ejemplo 1001, el bit menos significativo del dato debe ser desplazado a travs del registro desde FF0 hasta FF3

Paralelo-serie: son accesibles de todos los flip flop, pero solo la salida del ltimo. Normalmente tambin existe una entrada serie que solo altera el contenido del primer flip flop, pudiendo funcionar como los del grupo anterior.Son las entradas en paralelo, donde D3 es l bit ms significativo y D0 el menos significativo. Para escribir los datos, la lnea de control WRITE/SHIFT se coloca en bajo(o voltios) y la DATA se introduce con un pulso de reloj. La DATA se desplaza cuando la lnea de control se coloca en alto (5 voltios). El registro realiza un desplazamiento hacia la derecha cuando se aplica el pulso del reloj.

Serie-paralelo: son accesibles la salida de todos los flip flops, pero la entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean para convertir datos series en paralelos y viceversa.En la figura 4 se puede ver que el numero 1001 es desplazado hacia las salidas Q del registro.

Figura 4 Paralelo-paralelo: tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se usan para clculos aritmticos.Las entradas paralelas se indican como D (D3, D2,D1,D0) y las salidas paralelas como Q (Q3,Q2,Q1 yQ0). Una vez que se aplica el pulso del reloj, toda la data aplicada en las entradas D, aparece simultaneamente en la correspondiente salida Q.

figura 52. DESCRIBIR LAS CARACTERSTICAS ESPECFICAS DE LOS REGISTROS: DE DESPLAZAMIENTO, ALMACENAMIENTO, UNIVERSAL, DIRECCIONABLE Y SUS APLICACIONES.

Entre los tipos de registros tenemos :A) Desplazamiento.B) Almacenamiento.C) Universal

En este tipo de registros contamos con 4 modos de desplazamiento:* Serial input-Seria Output (SiSo): la seal entra en serie y en la salida tambin se toma en serie.* Serial input-Paralell Output (SiPo): la seal entra en serie y en la salida es en paralelo.* Parelell input-Serial ouput: (PiSo): la seal de entrada es paralela y la salida esta en serie.* Paralell input-Serial output (PiPo): la seal de entrada es paralela y la salida esta en paralela.Aqu mostramos un registro paralell input paralel ouput pipo :

Figura 6

Por ejemplo si hacemos que la entrada sea 1011 tendremos el siguiente diagrama de tiempo:

Parelell input-Serial ouput: (PiSo):

figura7

Fig N7 se muestra la parte interna de un IC. Registro tipo PiSo.El funcionamiento es el siguiente: cuando en la entrada de seleccin desplazamiento /carga hay un 0 se realiza la carga. Con el inversor este cero se convierte en un 1 y por lo tanto las puertas NAND que hay arriba y debajo de los biestables se convierten en inversores.A continuacin se introducen los datos: en el bit que haya un 1, se activa el Preset, y en el que haya un cero, se activa el Clear.Para el desplazamiento se coloca un 1 en D/C de esta manera se consigue que nunca se activan las entradas ni PR ni CL, ya que de las puertas NAND siempre saldr un 1. El desplazamiento se realiza como en un registro serie-serie.

B) AlmacenamientoUn registro de almacenamiento se usa solamente para el almacenamiento temporal de la informacin binaria. Esta informacin no puede ser alterada cuando se transfiere hacia adentro y afuera del registro. Una unidad de memoria es una coleccin de registros de almacenamiento conjuntamente con los circuitos asociados necesarios par a transferir informacin hacia adentro y afuera de los registros. Los registros de almacenamiento en una unidad de memoria se llaman registros de memoria.Contamos con dos clases de registros de almacenamiento sncronos y asncronos:

a.- Asncronos:Son aquellos que siempre que este habilitado, la entrada pasara a la salida en caso contrario la salida permanecer en estado de memoria y no ser afectado por la entrada.

b.- Sncronos:Son aquellos que siempre que haya una seal de reloj, la entrada pasara a la salida en caso contrario la salida permanecer en estado de memoria y no ser afectado por la entrada.

c) Registro universal:Es aquel que dispone de todos los tipos de lectura y escritura

3. De los manuales tcnicos obtener los IC TTL y CMOS que cumplen con las funciones de registros: De desplazamiento, almacenamiento, universal, direccionable, analice brevemente su tabla de verdad, diagrama de tiempo. Y funcionamiento.

En primer lugar analizaremos las funcionesdel integrado 74LS194. Es conocido como un registro universal, ya que posee las opciones de desplazamiento, es direccionable y es de almacenamiento.

Los pines del integrado son los siguientes:

FIGURA N 8 : IC 74194 REGISTRO UNIVERSALAsimismo podemos observar a continuacin su tabla de verdad:

TABLA DE VERDAD

TABLA N 1

* Segn la tabla, observamos que cuando el pin CLEAR esta en nivel bajo(LOW), las salidas son todas en nivel bajo; restndole importancias a las entradas y al clock.

* Cuando el CLEAR est a nivel alto (HIGH): los pines 15 y 14(S1-S0) estn a nivel alto, el integrado se comporta como un registro de almacenamiento (PiPo), donde en cada clock, las variables de entrada se dirigen a la salida y se mantienen hasta ingresar nuevos datos en el siguiente clock.

* Cuando el pin 15(S1) cambia a nivel bajo y el pin 14(S0) se mantiene en nivel alto, el integrado se comporta como registro de desplazamiento direccionado a la derecha, es decir, los datos que vaya ingresando se desplazaran hacia la derecha.

* Cuando el pin 15(S1) cambia a nivel alto y el pin 14(S0)cambia a nivel bajo, el integrado se comporta como registro de desplazamiento direccionado a la izquierda, es decir, los datos que vaya ingresando se desplazaran hacia la izquierda.

* Cuando el pin 15(S1) y 14(S0) cambien a nivel bajo, el integrado se comporta como memoria, y almacena los datos anteriores, y sin importarel clock, se mantendr los ltimos datos tomados.

Aplicaciones:Se utilizan donde se necesiten un almacenamiento temporal del informacin, por ejemplo, conectados a las salidas de circuitos combinacionales aritmticos para recoger el resultado de una operacin, para almacenar operaciones intermedias o proporcionar informacin estable a un sistema de representacin por display. Los distintos registros comparten lneas comunes llamadas buses tanto para recoger la informacin del bus como para volcar la informacin al bus, pero no todos los registros a la vez, sino uno y despus otro.Mientras un registro vuelca su informacin al bus, otros registros conectados al mismo bus permaneces en estado de alta impedancia.Tambin se suele utilizar para almacenar datos y direcciones en las operaciones de escritura y lectura de las memorias por parte de los microprocesadores.

Registros de corrimiento bidireccionales: este tipo de registro tiene la opcin de elegir la direccin en que se trasmiten los datos. Estos registros tienen una seal de control que permiten seleccionar el sentido de desplazamiento de los datos. En la figura se observa el circuito lgico de un registro bidireccional de 4 bits.

Figura9Para propsitos de entender el funcionamiento de este registro se la dispuesto de forma vertical, para mostrar cmo se desplazan os datos. Cuando la entrada ABA / ARR Se encuentra en 1 lgico, los datos se desplazan hacia abajo y cuando est en 0 lgico los datos se desplazan hacia arriba.Cuando la seal de control ABA / ARR es 1, las compuertas marcadas con a se activan, permitiendo que el dato de cualquier flip flop pase al flip flop inferior inmediatamente despus de que ocurra una transicin positiva en la seal de reloj de esta forma la informacin se desplaza por la lneas macadas en azul que se observan en l figura.Cuando la seal del control ABA/ARR es 0, las compuertas marcadas con B e activan y el dato de cualquier flip flop se pasa al flip flop superior inmediatamente. Las lneas marcadas en rojo en la figura indican el canal de transmisin de los datos de un flip flop a otro para esta condicin. Note que la compuertas marcadas como A y B se activas de forma complementaria, es decir, mientras se activan aquellas marcadas como A, las marcadas como B se encuentran inactivas y viceversa.

3. DE LOS MANUALES TCNICOS OBTENER LOS IC TTL Y CMOS QUE CUMPLEN CON LAS FUNCIONES DE REGISTROS: DE DESPLAZAMIENTO, ALMACENAMIENTO, UNIVERSAL, DIRECCIONABLE, ANALICE BREVEMENTE SU TABLA DE VERDAD, DIAGRAMA DE TIEMPO. Y FUNCIONAMIENTO.

Registros de almacenamiento con biestables por latch(7475 y 7477)

FIGURA 10 Registro entradaserie/salida paralelo (74164CMOS): esun registro de desplazamiento de 8 bits entrada serie salida paralelo. Este CI viene encapsulado en forma de DIP de 14 patillas, opera con una fuente de alimentacin de +5VDCy opera disparado con flanco y solo permite la entrada de datos serie.FIGURA 11

Registroentradaparalelo/ salidaserie(7494)

FIGURA 12 Registro universal (7495)FIGURA 13 Registro universal (74194)

FIGURA 14

4. CUAL ES LA DIFERENCIA ENTRE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO Y UN REGISTRO DE ALMACENAMIENTO; AS COMO LA DIFERENCIA ENTRE UN REGISTRO UNIVERSAL Y UN REGISTRO DIRECCIONABLE.; MUESTRE CIRCUITOS PRCTICOS PARA EXPLICARLOS.

Muestre circuitos prcticos para explicarlos. La diferencia entre un registro de almacenamiento y desplazamiento radica en la conexin de las entradas y salidas y de los flip flops que los componen. En el registro de almacenamiento las entradas y salidas asncronas son independientes para cada flip flop mientras que en el de desplazamiento estn conectadas entre s en serie o cascada.

FIGURA 15 REGISTRO DE DEZPLAZAMIENTOFIGURA 16 REGISTRO DE ALMACENAMIENTO5. LA DIFERENCIA ENTRE UN REGISTRO UNIVERSAL Y UN REGISTRO DIRECCIONAL ES QUE EL PRIMERO SE PUEDE MODIFICAR PARA QUE SE FUNCIONE COMO CUALQUIER TIPO DE REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO, COMO CARGA PARALELA O COMO MEMORIA Y EL SEGUNDO SOLO SIRVE PARA MODIFICAR EL DESPLAZAMIENTO DE LOS DATOS.

Analice el funcionamiento de los ICs. 74LS75, 7491, 74164, 74LS165, 74194, 74273, 74373, 74374, 74377; investigar sus caractersticas, especificaciones tcnicas. Analice circuitos prcticos con registros

74LS75: es un circuito integrado compuesto por 4 latch tipo D, su funcionamiento es el de un registro de 4 bits del tipo asncrono pues se activa con un enable y muestra los datos de entrada y salida. Existe otro circuito integrado CMOS 4042 que tiene igualmente cuatro cerrojos tipo D.

FIG.17 IC 74LS75 7491: es un circuito integrado que funciona como registro de desplazamiento de 8 bits. Cuenta con 14 pines, siendo del tipo SISO. Se halla en la gama de los TTL y se compone por 8 flip flops del tipo SR.

FIG.18 IC 7491

74164: es un circuito integrado cuyo funcionamiento radica en su uso como registro que procesa 8 bits con entrada en paralelo y salida en serie; se encuentra compuesto por flip flop tipo JK.

FIG19 IC 74164

74LS165: es un circuito integrado que funciona como un registro de desplazamiento de 8 bits. Las entradas son del tipo paralelo y salida serie; tambin admite una entrada opcional serie. Est compuesto por flip flops de tipo JK.

FIG.20 IC74LS165 74194: es un circuito integrado que posee 4 bits entradas de manera paralela y salida de desplazamiento bidireccional. Cumple la funcin de registro, conocido como registro universal pues cuenta con una entrada de desplazamiento izquierdo y a su vez derecho como lo mencionamos anteriormente (bidireccional).

FIG.21 IC74194 74273: es un circuito integrado compuesto por 8 flip flop tipo D. Funciona como un registro paralelo de 8 bits con una entrada de reloj y una entrada de master reset, esta configuracin hace que sea ideal para aplicaciones en las computadoras, que opera con o bits que corresponden a un byte. La frecuencia mxima de operacin de los circuitos integrados de este tipo de numero normal es de 30 Mhz con un consumo de 62 mA cada uno.

FIG. 22 IC 74273

74373: es un circuito integrado importante ya que es compatible con circuito de puertas paralelos de los ordenadores y por lo tanto pueden ser excitados directamente por los niveles de la lgica en un PC. Funciona como registro que contiene 8 latch con salida tri-estado (transparente). Se puede utilizar para trabajar con un byte de longitud, sin problemas. La frecuencia mxima de operacin de este circuito es de 50 Mhz con un consumo de 24 mA .

FIG.23 IC 74373 74374: es un integrado TTL formado por 8 flip flops tipo D, contando con 20 pines. La frecuencia mxima de funcionamiento de este chip es de 50 Mhz con un consumo de energa de 27 mA . Funciona de la siguiente manera: este CI cuenta con 3 estados para la activacin de los flip flops que lo conforman, con ello forma un registro de almacenamiento con 8 bits, su activacin se da con una seal de reloj.

FIG.24 IC 74374

74377: es un circuito integrado compuesto por 8 flip flops tipo D con habilitador (enable). Son similares a los 74273, poseen un amplio rango de voltaje operativo de 2 6 V a V.

FIG.25 IC 74377