Dispositivos biestables

Un biestable es un dispositivo lógico capaz de almacenar un bit o elemento de información binaria.
El símbolo utilizado para su representación es un bloque al que acceden y del que parten un determinado número de conexiones.

Las entradas de posicionamiento pueden ser una o dos -según el tipo de biestable- y permiten la conmutación del estado lógico interno.

Elemento biestable

Elemento biestable

* Biestables síncronos
Algunos elementos biestables poseen una entrada de reloj (clock) oue introduce la posibilidad de trabajar en modo síncrono.

Biestable síncrono

Biestable síncrono


El gobierno síncrono de un biestable se diferencia del funcionamiento en modo directo o asíncrono en que las entradas de posicionamiento sólo son efectivas cuando es activada la entrada de reloj.
A continuación se describen los principales tipos de biestables -flip-flop en nomenclatura anglosajona-, precisando su actuación característica.

Biestable tipo «T»
Su denominación deriva del funcionamiento propio de este tipo de biestables: Trigger (Disparo).
La transición del estado lógico intemo es provocada por el posicionamiento a 1 – disparo- de la entrada de gobierno T.

Biestable T

Biestable T


Si el flip-flop opera en modo síncrono (sincronizado por una señal de reloj), el disparo se producirá al coincidir un 1 lógico a través de las entradas «T» y «clock».
La tabla de verdad característica de un biestable de tipo T (Trigger) es la que aparece en la figura; en donde:
T = Estado lógico de la entrada de disparo.
Qt = Estado de salida actual, anterior al nuevo posicionamiento de la entrada T.
Qt+1 = Nuevo estado lógico de salida.
Tabla de funcionamiento
T Qt Qt+1
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
(Biestable tipo T asíncrono)
Biestable T

Biestable T


Cabe recordar que en los circuitos lógicos secuenciales la salida no sólo depende de las condiciones de entrada, sino que también es función del tiempo. Trasladado al caso de los dispositivos biestables, ello supone que el estado de salida depende del posicionamiento de la entrada y del estado lógico que almacena el biestable.
En un biestable tipo T el estado lógico de salida (estado interno) conmuta al introducir un 1 por la entrada de disparo. La tabla de verdad refleja claramente esta actuación: la salida (Qt+1) no depende exclusivamente de la entrada T, sino que también es función del estado lógico que estaba almacenado con anterioridad (Qt).
Así, para una misma entrada, T = 1, la salida adopta un valor distinto, según el estado lógico almacenado en ese preciso instante.
– Para: T = 1 y Qt = 0 ® Qt+1 = 1
Esto es, al disparar el biestable, supuesto que se halla a estado 0, se producirá una transición interna que posicionará la salida a 1 .
– Para: T = 1 y Qt = 1 ® Qt+1 = 0
El disparo del biestable provoca de nuevo la inversión del estado anterior (Qt); el nuevo estado de salida será 0, debido a que el flip-flop almacena un estado lógico alto (1).
Dado que el posicionamiento a 1 de la entrada T provoca la inversión del estado
lógico interno, la función lógica que define al biestable T será la siguiente:
_ _
Qt+1 = T · Qt + T · Qt = T Å Qt

Biestable tipo «R-S»
Un biestable de este tipo posee dos entradas de posicionamiento: R (Reset) y S (Set).
– Al recibir un 1 lógico por la entrada R el biestable es puesto a 0 (Reset),
– mientras que al introducir un 1 por la entrada S el biestable se posiciona a 1
(Set). Esto es:

Biestable R-S

Biestable R-S


R = 1 ® Qt+1 = 0 (Para S = 0)
S = 1 ® Qt+1 = 1 (Para R = 0)
La aplicación simultánea de un 1 a las entradas R y S no tiene sentido alguno, ya que significaría el posicionamiento simultáneo a 0 y 1 de la salida del biestable.
De aplicar un estado lógico bajo (0) con simultaneidad a las entradas R y S, el nuevo estado lógico de salida (Qt+1) coincidirá con el que poseía anteriormente (Qt)
Esquema biestable R-S

Esquema biestable R-S


Tabla de funcionamiento
S R Qt Qt+1
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 Configuraciones
1 1 1 prohibidas
A partir de la tabla de verdad característica de un biestable de tipo R-S, puede establecerse su correspondiente función lógica:
_ _ _ _ _
Qt+1 = R · S · Qt + R · S · Qt + R ·S · Qt de donde:
_
Qt+1 = S + Qt · R
Biestable tipo «J-K»
Este nuevo tipo de biestable responde a un perfeccionamiento que sintetiza las características propias de los flip-flop «T» y «R-S».
Biestable J-K

Biestable J-K


En primera instancia, las entradas J y K equivalen, respectivamente, a las S y R del tipo anterior.
K = 1 ® Qt+1 = O (Para J = 0)
J = 1 ® Qt+1 = 1 (Para K = O)
Si bien, contrariamente a los R-S, los biestables J-K admiten el posicionamiento a 1 simultáneo de ambas entradas. Para J = K = 1 el biestable es disparado e invierte el estado interno que almacenaba:
_
J = K = 1 Qt+1 = Qt
Esquema biestable J-K

Esquema biestable J-K


El símbolo lógico y la tabla de verdad característica de un biestable J-K se reproducen en la figura. En ella se observa que la diferencia, con respecto a la actuación de un biestable R-S, se manifiesta en las dos últimas configuraciones.
J K Qt Qt+1
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 1
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 0
La función lógica del biestable J-K es la que sigue:
Qt+1 = Qt · J + Qt · K

Biestable tipo «D»
La actuación característica de este biestable («D»: Delay: Retardo) consiste sencillamente en retardar la información binaria de entrada, o lo que es lo mismo, almacenarla durante un determinado período de tiempo.

Biestable D

Biestable D


– En funcionamiento asíncrono, el estado lógico de entrada aparece sobre la línea de salida con un retardo igual al tiempo de conmutación propio del biestable.
– Al operador en modo síncrono la información de entrada no accederá al interior del flip-flop hasta que sea activada la línea «clock».
En ambos casos el bit es almacenado hasta que se aplique un nuevo estado lógico a través de la entrada D.
Esquema biestable D

Esquema biestable D


Tabla de funcionamiento
D Qt Qt+1
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 1
Observando la tabla de verdad se deduce de inmediato la función lógica de un biestable tipo D:
Qt+1 = D

Deja un comentario

  • Responsable: Octavio Ortega Esteban
  • Fin del tratamiento: Controlar el spam, gestión de comentarios
  • Legitimación: Tu consentimiento
  • Comunicación de datos: No se comunicarán los datos a terceros salvo por obligación legal
  • Derechos: Acceso, rectificación, portabilidad, olvido.
  • Contacto: Octavio[arroba]kerchak.com
  • Información adicional: Más información en nuestra política de privacidad