Multivibrador Biestable

(Ó mejor conocidos como Flip Flop en ingles)

Los Filp Flops son circuitos secuenciales en los cuales su salida depende de la entrada presente y pasada, son los dispositivos con memoria más comúnmente utilizados. Sus características principales son:

  1. Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
  2. Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
  3. Tienen una o mas entradas que pueden causar que el estado del Flip-Flop cambie.

Exiten 4 tipos de Flip Flops

  • Flip Flop Set-Reset
  • Flip Flop T
  • Flip Flop JK
  • Flipl Flop D

Flip-Flop S-R  (Set-Reset)

La siguiente figura muestra una forma posible de implementar un Flip-Flop S-R. Utiliza dos compuertas NOR. S y R son las entradas, mientras que Q y Q’ son las salidas (Q es generalmente la salida que se busca manipular.)

FF1

Como existen varias formas de implementar un Flip-Flop S-R (y en general cualquier tipo de Flip-Flop) se utilizan diagramas de bloque que representen al Flip-Flop. El siguiente diagrama de bloque representa un FF S-R. Nótese que ahora, por convención, Q se encuentra en la parte superior y Q’ en la inferior.

 

Para describir el funcionamiento de un FF se utilizan las llamadas Tablas de Estado. La siguiente tabla muestra la tabla de estado para un FF S-R.

FF2

Flip-Flop T

El Flip-flop T cambia de estado en cada pulso de T. El pulso es un ciclo completo de cero  a 1. Las siguientes dos figuras muestran el diagrama de bloque y una implementación del FF T mediante un FF S-R y compuertas adicionales.

FF3.PNG

Observen que en la implementación del FF T, las dos entradas del FF S-R están conectadas a compuertas AND, ambas conectadas a su vez a la entrada T. Además, la entrada Q esta conectada a R y Q’ a S. Esta conexión es así para permitir que el FF S-R cambié de estado cada que se le mande un dato a T. Por ejemplo, si Q = 1 en el tiempo actual, eso significa que Q’ = 0, por lo tanto, al recibir T el valor de 1, se pasaran los valores de R = 1 y S = 0 al FF S-R, realizando un reset de Q.

La siguiente tabla muestra el comportamiento del FF T y del FF S-R en cada pulso de T

FF4.PNG

Flip-Flop   J-K

 

El flip-flop J-K es una mezcla entre el flip-flop S-R y el flip-flop T. Esto ocurre de la siguiente manera:

 

·         En J=1, K=1  actúa como Flip-flop T
·         De otra forma, actúa como flip-flop S-R

 

El siguiente diagrama de bloque es el perteneciente el FF J-K

FF5

Una implementación tentativa de un FF J-K a partir de un FF S-R sin reloj es la siguiente:

FF6

La tabla de estado aparece a continuación. Note que es muy parecida a la del FF S-R solo que ahora los estados de J=1 y K=1 sí son válidos.

Tabla de estado del FF J-K

FF7

Este flip-flop es uno de los más comunes con reloj. El siguiente diagrama lo muestra con  entrada para reloj:

FF8

Flip-Flop D (Delay)

El flip-flop D  es uno de los FF más sencillos. Su función es dejar pasar lo que entra por D, a la salida Q, después de un pulso del reloj. Es, junto con el FF J-K, uno de los flip-flops mas comunes con reloj. Su tabla de estado se muestra a continuación:

FF9

De la tabla se infiere que la ecuación característica para el FF D es: Q+= D. El siguiente diagrama de bloques representa este flip-flop.

FF10

Inicialización de Flip-Flops

 

Cuando se están utilizando flip-flops en la construcción de circuitos, es necesario poder controlar el momento en el que un FF empieza a funcionar y el valor con el que inicia su secuencia. Para esto, los flip-flops cuentan con dos entradas que le permiten al diseñador seleccionar los valores iniciales del FF y el momento en el que empieza a funcionar. Estas entradas son llamadas en Inglés: Clear y Preset.

 

·         Clear – inicializa Q en cero sin importar entradas o reloj (  ).
·         Preset – inicializa Q en 1 sin importar entradas o reloj (  ).

 

Para ambas entradas, si reciben el valor de:

·         0 : inicializan el FF en el valor correspondiente.
·         1: el flip-flop opera normalmente

 

La siguiente figura muestra un FF J-K con entradas de inicialización. Note que tanto la entrada Clear, como la entrada Preset, tienen un círculo. Esto significa que la entrada funciona con un 0.

FF11

 

 

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