RD y Contadores

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PPRROOBBLLEEMMAASS RREESSUUEELLTTOOSS 
A. Diseñe un registro de desplazamiento serie-paralelo de 3 bits utilizando flip-flops J-K y realice el diagrama temporal 
para la siguiente entrada de datos: 0 0 1 0 1 1 0 1 (los datos se leen de izquierda a derecha) considerando que el 
estado inicial del registro es 111. 
 
El RD se construye con 3 flip-flops J-K, donde el primero tiene sus entradas conectadas a la línea de datos (J directa y K 
negada), mientras que el segundo y tercero conectan sus entradas a las salidas directa (Q→J) y negada (Q!→K) del flip-flop 
inmediato anterior. Con esta configuración, cuando J=0 y K=1 se carga el dato CERO en el correspondiente flip-flop, mientras 
que si se reciben las entradas J=1 y K=0 se carga el dato UNO. 
 
En el diagrama temporal puede observarse cómo los datos de entrada se cargan en el registro en cada pulso de reloj (flanco 
ascendente). Las flechas indican el desplazamiento de los datos a través del registro (flip-flop a flip-flop). 
B. Diseñe un registro de desplazamiento paralelo-paralelo de 3 bits utilizando flip-flops y realice el diagrama temporal 
para la siguiente entrada de datos: 1 0 0 1 1 0 0 1 1 (los datos se leen de izquierda a derecha) considerando que el 
valor inicial del registro es 000. 
 
 
 
2 0 2 0 
 
TTTÉÉÉCCCNNNIIICCCAAASSS YYY EEESSSTTTRRRUUUCCCTTTUUURRRAAASSS DDDIIIGGGIIITTTAAALLLEEESSS 
TTPP 
1100 
Tema: Registros de Desplazamiento y Contadores 
Ingeniería Informática – Licenciatura en Sistemas 
Apellido y Nombre: LU: 
Carrera: Fecha: 
TÉCNICAS Y ESTRUCTURAS DIGITALES 
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El RD se implementa con flip-flops D. La carga de datos se realiza en paralelo, utilizando las entradas asincrónicas PRESET y 
CLEAR de cada flip-flop. También puede observarse que la salida del último flip-flop D alimenta la entrada del primero, por lo 
que una vez que se carga un dato en el registro este recirculará (registro recirculante) 
 
En el diagrama temporal puede apreciarse cómo se realiza la carga de datos en paralelo. En primer lugar, se borra el 
contenido actual del registro mediante la activación de la entrada CLR y luego se activan las entradas PRS de los flip-flops que 
deben cargarse con valor 1. La señal de reloj habilita el desplazamiento del contenido del registro, bit a bit. 
C. Diseñe un contador sincrónico Gray de 3 bits descendente utilizando flip-flops T. Indique módulo y progresión del 
contador diseñado, y realice el diagrama temporal del circuito para los primeros 10 pulsos de reloj. Considere que el 
estado inicial del contador es 000. 
El primer paso en el diseño de un contador sincrónico es la construcción de una tabla con la secuencia de cuenta a generar. 
La primera sección de la tabla contiene los estados anteriores de cuenta (Q-3,Q-2,Q-1), mientras que la tercera sección 
contiene los valores actuales de cuenta (Q3,Q2,Q1). En la segunda sección de la tabla se colocan los valores de entrada Ti 
necesarios para obtener los Qi (estados actuales) a partir del valor de los Q-i (estados anteriores). 
Q-3 Q-2 Q-1 T3 T2 T1 Q3 Q2 Q1 
0 0 0 1 0 0 1 0 0 
1 0 0 0 0 1 1 0 1 
1 0 1 0 1 0 1 1 1 
1 1 1 0 0 1 1 1 0 
1 1 0 1 0 0 0 1 0 
0 1 0 0 0 1 0 1 1 
0 1 1 0 1 0 0 0 1 
0 0 1 0 0 1 0 0 0 
Una vez que la tabla está completa, se obtienen las funciones lógicas que determinan las entradas Ti que generan los valores 
de cuenta del contador. 
T3=Q-3Q-2Q̅-1+Q̅-3Q̅-2Q̅-1 
T2=Q-3Q̅-2Q-1+Q̅-3Q-2Q-1 
T1=Q-3Q̅-2Q̅-1+Q-3Q-2Q-1+Q̅-3Q-2Q̅-1+Q̅-3Q̅-2Q-1 
Finalmente, se dibuja el circuito completo 
TÉCNICAS Y ESTRUCTURAS DIGITALES 
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El siguiente diagrama de temporal muestra el comportamiento del contador. Puede observarse que el contador genera una 
secuencia descendente (progresión) de 8 combinaciones (módulo 8) correspondientes al Gray de 3 bits. 
 
PPRROOBBLLEEMMAASS AA RREESSOOLLVVEERR 
1. Responda 
Registros de desplazamiento 
a) ¿Qué es un registro de desplazamiento? 
b) Explique el funcionamiento y utilidad de los registros de desplazamiento. 
c) ¿Cómo se clasifican los registros de desplazamiento? Agregue un esquema de cada clasificación. 
d) ¿Qué son los registros de desplazamiento con recirculación? 
e) ¿Qué es un registro de desplazamiento universal? 
f) ¿Con qué tipo de flip-flops se pueden construir los registros de desplazamiento? ¿Con cuáles no? Justifique. 
Contadores 
g) Defina los conceptos módulo, código de cuenta y sentido de progresión. 
h) ¿Qué son los contadores sincrónicos y contadores asincrónicos? 
i) ¿Qué significado tienen los estados actuales y los estados anteriores de un contador binario? 
j) ¿Qué es un contador binario programable? 
k) ¿Qué es un contador anular? 
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2. Utilizando flip-flops J-K construya 
a) un RD serie-serie de 4 bits 
b) un RD serie-paralelo de 4 bits 
c) un RD paralelo-serie de 4 bits 
d) un RD paralelo-paralelo de 4 bits 
3. Dado el registro de desplazamiento presentado a continuación, realice el diagrama temporal correspondiente. Para 
ello, suponga que el estado inicial del circuito es FF3=1, FF2=1, FF1=0 y que la secuencia de entrada será 0 1 1 0 1 1 1 0 
(los datos se leen de izquierda a derecha). 
 
4. Utilizando flip-flops D construya RD serie-serie de 3 bits que permita seleccionar el sentido del desplazamiento de 
datos (izquierda-derecha o derecha-izquierda) mediante una línea de habilitación. 
5. Realice el diagrama temporal, para 8 pulsos de reloj, correspondiente al registro de desplazamiento de la figura. 
Considere que el estado inicial del registro es 100. 
 
6. Modifique el RD construido en el ejercicio 1.c) de modo que sea recirculante. Además realice el diagrama temporal del 
circuito, para 8 pulsos de reloj, considerando la entrada 1 0 0 1 0 1 1 0 (los datos se leen de izquierda a derecha). 
Considere que los primeros 4 bits se cargarán antes del primer pulso de reloj, mientras que los 4 restantes se cargarán 
antes del quinto pulso de reloj. Suponga que el estado inicial del registro es 0001. 
7. Utilizando flip-flops D diseñe un contador sincrónico BCD Natural de progresión descendente. 
8. Utilizando flip-flops T diseñe un contador sincrónico Gray, módulo 5, de progresión ascendente. Considere que el 
contador se activa por flanco ascendente, y que la transición entre los valores de cuenta se produce cada 3 nseg. 
Nota: Suponga que el tiempo de propagación de un flip-flop es de 1 nseg. 
9. Sabiendo que el siguiente diagrama temporal corresponde a un contador binario 
a) Complete las entradas Ti con los valores adecuados 
b) Determine el código de cuenta, progresión y módulo del contador 
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10. Utilizando flip-flops J-K realice el diseño del contador correspondiente al ítem anterior. 
PPRROOBBLLEEMMAASS AADDIICCIIOONNAALLEESS 
11. Suponiendo que se dispone de un contador módulo 2 y un contador módulo 3, diseñe la lógica combinacional 
necesaria que permita conectar ambos contadores de modo que configuren un contador módulo 6. 
12. Dado un Contador BCD Natural, diseñe la lógica necesaria para conectar la salida a un display de 7 segmentos. 
Considere mostrar el dígito en el display durante un momento de 1 segundo, y que los pulsos de reloj se producen 
cada 1/10 de segundo. 
13. Realice el diagrama temporal (10 pulsos de reloj) correspondiente al siguiente esquema. Suponga que el estado inicial 
de los flip-flops es 0. 
 
14. Analice el comportamiento del contador de la figura y determine: módulo, código, progresión y valor final de cuenta. 
Considere que el contador se inicia en el estado 000. 
 
Referencias 
 Martínez, Sergio L. Principios Digitales y Circuitos Lógicos. 2da Edición. Editorial de la Universidad Nacional de Jujuy 
EDIUNJU. 2010