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FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES Práctica 5
Sistemas secuenciales
(Biestables, Registros y Contadores)
GENERALIDADES
El objetivo principal de esta práctica es que el alumno se familiarice con el uso de
biestables, a partir de los cuales diseñará y montará registros de desplazamiento y
contadores.
Para la realización de los montajes se utilizarán los biestables J-K, así como los
pulsadores y generadores de señal de reloj, las salidas individuales de leds, y los
visualizadores de 7 segmentos que se incluyen en el entrenador lógico. La señal de reloj
se obtendrá del entrenador lógico, con una frecuencia de 1 Hz.
Es conveniente venir a la práctica con todos los ejercicios teóricos resueltos!
DISEÑO DE BIESTABLES D A PARTIR DE BIESTABLES J-K
Pregunta 1. En este ejercicio se implementará primero un biestable D a partir de otro
biestable J-K, ya disponible en el entrenador lógico, y las puertas lógicas necesarias. Es
decir, diseñaremos el circuito combinacional de excitación.
Para ello, primero se deberá rellenar la tabla de excitación del biestable J-K, deducida
a partir de la tabla de funcionamiento del biestable D. Para rellenar la tabla de
excitación, habrá que determinar cuáles deberán ser las entradas del biestable J-K en el
instante “t”, cuando en el biestable D se pase del estado actual “Q(t)” al siguiente
“Q(t+1)”. A este proceso se le denomina transición entre estados.
A continuación, se resuelven las ecuaciones del biestable J-K. Es decir, se obtienen las
entradas J y K en función de las entradas del biestable D y de la variable interna Q(t).
La simplificación de estas dos funciones, J y K, nos resuelve el diseño pedido.
• Dibuje el esquema resultante sobre la figura 1 y monte el circuito. No
desmontar el circuito
Funcionamiento biestable D Excitación biest. J-
K
J
= ... K= ...
D Q(t) Q(t+1) J K
0 0 0 0 0
0 1 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 1 0 0
Figura 1. Circuito I.
Cablear las entradas J y K a la entrada D, utilizando las puertas lógicas que necesite.
El circuito diseñado con puertas, es el circuito COMBINACIONAL de EXCITACIÓN
de los biestables J-K. El objetivo es que el circuito resultante se comporte como un
biestable D.
DISEÑO DE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO A PARTIR DE J-K
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FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES Práctica 5
Sistemas secuenciales
(Biestables, Registros y Contadores)
GENERALIDADES
El objetivo principal de esta práctica es que el alumno se familiarice con el uso de
biestables, a partir de los cuales diseñará y montará registros de desplazamiento y
contadores.
Para la realización de los montajes se utilizarán los biestables J-K, así como los
pulsadores y generadores de señal de reloj, las salidas individuales de leds, y los
visualizadores de 7 segmentos que se incluyen en el entrenador lógico. La señal de reloj
se obtendrá del entrenador lógico, con una frecuencia de 1 Hz.
Es conveniente venir a la práctica con todos los ejercicios teóricos resueltos!
DISEÑO DE BIESTABLES D A PARTIR DE BIESTABLES J-K
Pregunta 1. En este ejercicio se implementará primero un biestable D a partir de otro
biestable J-K, ya disponible en el entrenador lógico, y las puertas lógicas necesarias. Es
decir, diseñaremos el circuito combinacional de excitación.
Para ello, primero se deberá rellenar la tabla de excitación del biestable J-K, deducida
a partir de la tabla de funcionamiento del biestable D. Para rellenar la tabla de
excitación, habrá que determinar cuáles deberán ser las entradas del biestable J-K en el
instante “t”, cuando en el biestable D se pase del estado actual “Q(t)” al siguiente
“Q(t+1)”. A este proceso se le denomina transición entre estados.
A continuación, se resuelven las ecuaciones del biestable J-K. Es decir, se obtienen las
entradas J y K en función de las entradas del biestable D y de la variable interna Q(t).
La simplificación de estas dos funciones, J y K, nos resuelve el diseño pedido.
• Dibuje el esquema resultante sobre la figura 1 y monte el circuito. No
desmontar el circuito
Funcionamiento biestable D Excitación biest. J-
K
J
= ... K= ...
D Q(t) Q(t+1) J K
0 0 0 0 0
0 1 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 1 0 0
Figura 1. Circuito I.
Cablear las entradas J y K a la entrada D, utilizando las puertas lógicas que necesite.
El circuito diseñado con puertas, es el circuito COMBINACIONAL de EXCITACIÓN
de los biestables J-K. El objetivo es que el circuito resultante se comporte como un
biestable D.
DISEÑO DE UN REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO A PARTIR DE J-K
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Pregunta 2. Una vez diseñado un biestable D a partir de otro biestable J-K, diseñe un
registro de desplazamiento de 4 bits serie – paralelo.
Para ello, utilizando el diseño anterior, y con otros tres biestables J-K del entrenador
lógico, las puertas lógicas necesarias, y las conexiones apropiadas para la transmisión
serie-paralelo, dibuje el esquema sobre la figura 2 (circuito II).
.
Figura 2. Circuito II. Registro de desplazamiento de 4 bits serie-paralelo. A dibujar
por el alumno.
Para verificar el funcionamiento, deberá implementarse sobre el entrenador. Una vez
montado el registro de desplazamiento, se deberá introducir la secuencia: “1-0-0-1”, y
comprobar el resultado sobre el comprobador de resultados (leds) del entrenador.
CONTADORES SÍNCRONOS
A continuación, se van a implementar una serie de contadores síncronos. En primer
lugar, monte sobre el entrenador el circuito de la figura 3 (circuito III), utilizando los
biestables J-K. Para determinar el valor de las cuentas binarias del contador se puede
hacer con las salidas (Q1 y Q0) conectadas a dos leds en el entrenador, dispuestos según
sus pesos respectivos. Es decir, el bit menos significativo del contador (LSB) Q0, se
conecta con el led de más a la derecha, y el bit siguiente de mayor peso (o MSB) el Q1,
se conectará en el siguiente led a su izquierda, y así sucesivamente, en el caso de que
se tuviesen más bits. Las entradas de “Clear”, de los biestables J-K deberán
desactivarse. Recuérdese que un “0” lógico, se corresponde con el led apagado y un “1”
lógico con el led encendido.
Pregunta 3. Indique la secuencia que cuenta, visualizando las salidas Q1 y Q0, sobre
los leds del entrenador, y rellene la tabla adjunta.
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Pregunta 2. Una vez diseñado un biestable D a partir de otro biestable J-K, diseñe un
registro de desplazamiento de 4 bits serie – paralelo.
Para ello, utilizando el diseño anterior, y con otros tres biestables J-K del entrenador
lógico, las puertas lógicas necesarias, y las conexiones apropiadas para la transmisión
serie-paralelo, dibuje el esquema sobre la figura 2 (circuito II).
.
Figura 2. Circuito II. Registro de desplazamiento de 4 bits serie-paralelo. A dibujar
por el alumno.
Para verificar el funcionamiento, deberá implementarse sobre el entrenador. Una vez
montado el registro de desplazamiento, se deberá introducir la secuencia: “1-0-0-1”, y
comprobar el resultado sobre el comprobador de resultados (leds) del entrenador.
CONTADORES SÍNCRONOS
A continuación, se van a implementar una serie de contadores síncronos. En primer
lugar, monte sobre el entrenador el circuito de la figura 3 (circuito III), utilizando los
biestables J-K. Para determinar el valor de las cuentas binarias del contador se puede
hacer con las salidas (Q1 y Q0) conectadas a dos leds en el entrenador, dispuestos según
sus pesos respectivos. Es decir, el bit menos significativo del contador (LSB) Q0, se
conecta con el led de más a la derecha, y el bit siguiente de mayor peso (o MSB) el Q1,
se conectará en el siguiente led a su izquierda, y así sucesivamente, en el caso de que
se tuviesen más bits. Las entradas de “Clear”, de los biestables J-K deberán
desactivarse. Recuérdese que un “0” lógico, se corresponde con el led apagado y un “1”
lógico con el led encendido.
Pregunta 3. Indique la secuencia que cuenta, visualizando las salidas Q1 y Q0, sobre
los leds del entrenador, y rellene la tabla adjunta.
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