RD y Contadores - Resultados

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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 
La construcción de cada tipo de RD está desarrollada en el video explicativo, así como la implementación con flip-flops D y 
J-K. 
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). 
 
 
Obsérvese que la señal de entrada es aproximada ya que deben tenerse en cuenta los momentos en que se realiza la lectura 
(flanco ascendente o descendente, nivel alto o bajo, pulso) e indicar en éstos los valores que deben cargarse en el RD. Luego, 
considerando estos valores, se determina el valor de la salida. Téngase en cuenta que FF3 toma el valor de la entrada serie, 
mientras que FF2 lee la salida Q3 y FF1 lee la salida Q2. La salida Q1 constituye la salida serie del registro. 
Cabe destacar que aunque los datos se desplazan de derecha a izquierda, el diagrama temporal se realiza de la misma forma 
que para un registro que desplaza datos 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. 
 
 
2 0 2 0 
 
TP 
10 
Tema: Registros de Desplazamiento y Contadores 
Ingeniería Informática – Licenciatura en Sistemas 
Apellido y Nombre: LU: 
Carrera: Fecha: 
Activación 
por Flanco 
Ascendente 
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Para desplazar datos de IZQ-DER o de DER-IZQ será necesario adicionar una línea de selección de desplazamiento al RD de modo 
que sea posible elegir en qué sentido se moverán los datos. Así, cada flip-flop i podrá leer el estado del flip-flop anterior (i-1) o 
posterior (i+1) de acuerdo al valor de la línea de selección. En el esquema anterior, el estado 1 permite desplazar datos de IZQ 
a DER, mientras que el estado 0 habilitará el desplazamiento de DER a IZQ. 
Puede observarse que el circuito combinacional que permite elegir el dato que se cargará en el flip-flop es equivalente a un 
MPX 2x1. Entonces, la línea de selección de desplazamiento determina cuál valor que alimentará al flip-flop Qi-1 o Qi+1 
El circuito que controla el sentido del desplazamiento también podría implementarse mediante compuertas tri-state. Véase 
resuelto de combinacionales estándar. 
Las restantes conexiones se realizan normalmente. 
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. 
 
 
Activación 
por Flanco 
Ascendente 
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Como puede observarse en el esquema del RD, las salidas Q1 y Q1! realimentan (cruzadas) las entradas del circuito. Por lo que 
se producirá una recirculación de datos. Para realizar el diagrama temporal será necesario considerar cuáles son las entradas 
que cada flip-flop toma en cada caso: 
 Entradas de FF3: J3 se alimenta de Q1! y K3 se alimenta de Q1 
 Entradas de FF2: J2 se alimenta de Q3 y K2 se alimenta de Q3! 
 Entradas de FF1: J1 se alimenta de Q2 y K1 se alimenta de Q2! 
Así, en el flanco ascendente del primer pulso de reloj 
 FF3: lee J3=1 y K3=0 (valores de Q1! y Q1), pasando a estado 1 (se mantiene en 1 ya que se encontraba en ese estado) 
 FF2: lee J2=1 y K2=0 (valores de Q3 y Q3!), pasando a estado 1 (cambia de estado) 
 FF1: lee J1=0 y K1=1 (valores de Q2 y Q2!), pasando a estado 0 (se mantiene en 0 ya que se encontraba en ese estado) 
En el flanco ascendente del segundo pulso de reloj 
 FF3: lee J3=1 y K3=0 (valores de Q1! y Q1), pasando a estado 1 (se mantiene en 1 ya que se encontraba en ese estado) 
 FF2: lee J2=1 y K2=0 (valores de Q3 y Q3!), pasando a estado 1 (se mantiene en 1 ya que se encontraba en ese estado) 
 FF1: lee J1=1 y K1=0 (valores de Q2 y Q2!), pasando a estado 1 (cambia de estado) 
En el flanco ascendente del segundo pulso de reloj 
 FF3: lee J3=0 y K3=1 (valores de Q1! y Q1), pasando a estado 0 (cambia de estado) 
 FF2: lee J2=1 y K2=0 (valores de Q3 y Q3!), pasando a estado 1 (se mantiene en 1 ya que se encontraba en ese estado) 
 FF1: lee J1=1 y K1=0 (valores de Q2 y Q2!), pasando a estado 1 (se mantiene en 1 ya que se encontraba en ese estado) 
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. 
En el video explicativo correspondiente a este trabajo se desarrolla el diagrama temporal de un RD paralelo recirculante como 
el solicitado. 
7. Utilizando flip-flops D diseñe un contador sincrónico BCD Natural de progresión descendente. 
Para diseñar un contador sincrónico se trabaja con una tabla de 3 columnas principales: valores de cuenta, próximos valores de 
cuenta y valores entrada de los flip-flops para conseguir la transición de estados. 
Q-4 Q-3 Q-2 Q-1 D4 D2 D2 D1 Q4 Q3 Q2 Q1 
1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 
1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 
0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 
0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 
0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 
0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 1 
0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 0 
0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 
0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 
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Obsérvese que las combinaciones del código se ordenan de acuerdo a la progresión deseada: descendente en este ejercicio. 
Luego, para cada combinación de la primera columna se indica, en la tercera columna, el próximo valor de cuenta: por ejemplo, 
para 0110 (6) el siguiente valor será 0101 (5). 
Por último, se completa la tabla indicando los valores adecuados para las entradas de cada flip-flop de modo que se obtenga la 
transición de estados deseada: por ejemplo, para pasar de 0110 a 0101 se necesita la entra 0101. 
Una vez determinados los valores de entrada, se procede a trabajar sólo con las 2 primeras columnas. Se toma la primera 
columna como las variables de entrada, y la segunda columna como las variables o funciones de salida. Luego, se procede como 
ya se vio para la construcción de circuitos combinacionales. 
La entrada de cada flip-flop es alimentada por la función que calcula el valor correcto para lograr la transición del estado actual 
al próximo del código de acuerdo a la progresión seleccionada. Nótese que para evitar el cruce de líneas, las salidas de cada 
flip-flop se dispusieron en líneas horizontales que abarcan todo el esquema. 
 
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. 
 
Para diseñar el contador sólo se considerarán las primeras 5 combinaciones del código Gray (3 bits), ya que en el enunciado se 
indica que el contador será módulo 5. Luego, se aplica el proceso de diseño descripto anteriormente. En particular, se debe 
Código Gray 
0 0 0 
0 0 1 
0 1 1 
0 1 0 
1 1 0 
1 1 1 
1 0 1 
1 0 0 
T T T 
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considerar que el cambio de estado (valor de cuenta) del contador se realizará cada 3 nseg. Para ello, se adiciona un RD 
recirculante (cargado con el valor 100) que desplazará al FF3 un bit 1 cada 3 nanosegundos. La salida del RD se utilizará como 
señal CLK del contador, así éste cambiará de estado cada vez que el bit 1 llegué al FF3 del RD. 
9. Sabiendo que el siguiente diagrama temporal corresponde a un contador binarioa) Complete las entradas Ti con los valores adecuados 
b) Determine el código de cuenta, progresión y módulo del contador 
 
Para completar las entradas del diagrama temporal deben identificarse los valores Ti adecuados para obtener los Qi 
correspondientes. Como puede observarse, las salidas Qi se modifican durante el flanco ascendente del CLK, momento en el 
que se realiza la lectura de datos de entrada. Para el primer pulso de reloj, T3 debe tomar valor 0 para mantener el estado del 
flip-flop, lo mismo ocurre con T2, mientras que T1 tomará valor 1 para modificar el estado del FF1. 
Para determinar el código, progresión y módulo debe analizarse las salidas Qi, que deberán leerse Q3, Q2, Q1. 
10. Utilizando flip-flops J-K realice el diseño del contador correspondiente al ítem anterior. 
La construcción del contador se realiza como se describió en el ejercicio 7.