Flip Flops

Introduccion



Uno de los elementos básicos de memoria son los llamados Flip Flops. El estado de un flip flop cambia por un cambio momentáneo en sus entradas. Este cambio se denomina disparo (trigger). En los latch básicos definidos al comienzo (SR con compuertas NAND o NOR) se necesitaba un disparo de entrada definido por un cambio de nivel. Este nivel debe regresar a su nivel inicial antes de aplicar otro disparo. Los FF con reloj eran disparados por pulsos. La realimentación entre la circuitería combi nacional y el elemento de memoria puede producir inestabilidad, haciendo que el FF cambie varias veces durante la duración de un pulso de reloj por lo que el intervalo de tiempo desde la aplicación del pulso hasta que ocurre la transición de la salida es un factor critico que requiere un análisis que va mas allá de los requerimientos de este curso. Una manera de resolver este problema es hacer que los FF sean sensitivos a la transición del pulso mas que a la duración. Hay dos maneras de hacerlo y que dan origen a dos tipos de flip flops: los flip flops maestro esclavo y los flip flops disparados por flanco.

Tipos de Flip Flops

Flip Flops Rs

La operación del FF S R disparado por flanco es similar a la operación analizada anteriormente, con la diferencia de que el cambio de estado se efectúa en el flanco de bajada del pulso de reloj. El estado S=R=1 sigue siendo un estado prohibido. La tabla característica resume el comportamiento del FF tipo S R disparado por flanco negativo.

Flip Flops JK

La operación de un FF tipo J K es muy similar a la de un FF S C. La única diferencia es que no tiene un estado invalido.Para la condición J=K=1 el FF complementa el estado presente. La tabla característica resume el comportamiento del FF tipo J K disparado por flanco negativo.

Un flip flops JK es un refinamiento del rs ya que el estado indeterminado del RS se soluciona en el JK. Las entras J y K se comportan como las entradas S y R para ajustar y despejar el flip flops. Cuando se aplican señales de entrada en forma simultanea a J como a K, el flip flops cambia a su estado complementario, esto es si Q=1 cambia a Q=0 y viceversa.

Flip Flops D

La operación de un FF tipo D es mucho mas simple. Solo posee una entrada además de la del reloj. Se le denomina "data" y es muy útil cuando queremos almacenar un dato de un bit (0 o 1). Si hay un 1 en la entrada D cuando se aplica el pulso de reloj la salida Q toma el valor de 1 (SET) y lo almacena. Si hay un 0 en la entrada D, cuando se aplica el pulso de reloj la salida toma el valor de 0 (RESET) y lo almacena. El cambio en la salida del FF se efectúa en el flanco de bajada del reloj. La tabla característica resume el comportamiento del FF tipo D disparado por flanco negativo.

 

El flip flops D recibe esta denominación debido a su capacidad de transferir “ datos” en el flip flop. En forma básica es un flip flops RS con un inversor en la entra R, El inversor agregado reduce el numero de entrada de dos a uno.

Flip Flops T

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Solo posee una entrada además de la del reloj. Se le denomina "toggle". Si hay un 0 en la entrada T, cuando se aplica el pulso de reloj la salida mantiene el valor del estado presente. Si hay un 1 se complementa La tabla característica resume el comportamiento del FF tipo T disparado por flanco negativo.

Para el caso de los FF disparados por flanco positivo la diferencia es que el cambio de estado ocurre en la subida del pulso de reloj. La diferencia básica entre flip flops disparados por flanco y los disparados por nivel, analizados en la guía anterior es que en los disparados por flanco los cambios se efectúan en el frente de bajada o en el de subida del pulso de reloj, y aunque las entradas cambien de valor durante la duración del pulso, no se efectúan cambios hasta el siguiente pulso de reloj. En los flip flops disparados por nivel en cambio el flip flop responde a los cambios de las entradas mientras el pulso de reloj está en 1. En cuanto a la representación los FF disparados por nivel no poseen el símbolo en la entrada de reloj.

Solo posee una entra además de la del reloj. Se le denomina “toggle”. Si hay un 0 en la entra t, cuando se aplica el pulso de reloj la salida mantiene el valor del estado presente. Si hay un 1 se complementa. El flip flops tipo t es una versión de una sola entra del flip flops jk, el flip flops t se obtiene mediante un tipo jk si ambas entradas se unen. La denominación t proviene de la capacidad del flip flops para conmutar (toggle), o cambiar de estado. Sin importar el estado presente del flip flops, asume el estado complementario cuando  ocurre el pulso de reloj mientras la entra t es lógica  1.

Estos circuitos pueden construirse con compuertas NAND o dos compuertas Nor. Cada circuito forma un flip-flops básico, la conexión y el acoplamiento cruzado mediante la salida de una compuerta a la entra de otra constituye una trayectoria de retroalimentación. Por esta razón los circuitos se clasifican como secuenciales asíncronos. Cada flip flops tiene dos salidas Q Y Q negada, y dos entradas, SET para ajustar  y  RESET para restaurar. A  este tipo de flip flops se les llama RS.