Tema 10_Sistema_Secuencial

Vista previa del material en texto

1
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS TEMA 10. CIRCUITOS 
SECUENCIALESSECUENCIALES
IEEE 125 Aniversary: http://www.flickr.com/photos/ieee125/with/2809342254/
http://www.tech-faq.com/wp-content/uploads/images/integrated-circuit-layout.jpg
2
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS TEMA 10. CIRCUITOS 
SECUENCIALESSECUENCIALES
-- IntroducciIntroduccióónn
-- Elementos de memoria : Elementos de memoria : biestablesbiestables, , latcheslatches
-- Registros de desplazamiento estRegistros de desplazamiento estááticosticos
-- Circuitos secuenciales Circuitos secuenciales ssííncronosncronos
-- Circuitos secuenciales asCircuitos secuenciales asííncronosncronos
3
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
�� Sistemas Sistemas combinacionalescombinacionales: la salida depende solamente de lo que : la salida depende solamente de lo que 
haya en las entradas haya en las entradas en ese instanteen ese instante
�� Sistemas secuencialesSistemas secuenciales: : 
�� La salida depende de los valores de las entradas en ese instanteLa salida depende de los valores de las entradas en ese instante y y 
tambitambiéén de los valores que tuvieron en los instantes anterioresn de los valores que tuvieron en los instantes anteriores
�� Circuitos que Circuitos que ““recuerdanrecuerdan”” o o tienen memoriatienen memoria de las situaciones de interde las situaciones de interéés s 
por las que ha pasado el sistema por las que ha pasado el sistema aa las situaciones se denominan las situaciones se denominan estadosestados
�� Variables de estado: Variables de estado: en cada caso concreto definen los estados a en cada caso concreto definen los estados a 
recordarrecordar
Ejemplo: Ejemplo: Circuito de una Circuito de una úúnica entrada y una nica entrada y una úúnica salida y que nica salida y que 
proporciona salida 1 cuando aparece en la entrada dos proporciona salida 1 cuando aparece en la entrada dos ““11”” consecutivosconsecutivos
4
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
�� La forma de operar de un sistema secuencial La forma de operar de un sistema secuencial ��
�� OperaciOperacióón secuencialn secuencial del sistema: del sistema: dado un dado un estadoestado y una y una entradaentrada el el 
sistema produce una sistema produce una salidasalida y el estado y el estado siguientesiguiente
�� Se describe mediante un Se describe mediante un diagrama de estados (diagrama de estados (Secuencia de grafosSecuencia de grafos) por ) por 
los que pasa el circuito como consecuencia de las sucesivas entrlos que pasa el circuito como consecuencia de las sucesivas entradas y las adas y las 
salidas que producesalidas que produce
 
Estado 
anterior 
Estado 
siguiente 
Entrada Salida 
� �+1 
xni zni 
�� Ejemplos:Ejemplos:
Ascensor piso bajo
Ascensor piso 1º
Punta Dentro
Punta Fuera. 
ESTADOS 
INTERNOS
Motor en marcha:
Sube o baja
Motor parado
Sale Punta
Entra Punta
No Se Mueve Punta. 
SALIDAS
Llamada desde el bajo
Llamada desde el primero
Pulsar 
No Pulsar 
ENTRADAS
ASCENSOR
entre dos pisosBOLIGRAFO
D. Pardo, et al. 2006
5
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
INTRODUCCIINTRODUCCIÓÓNN
�� Hablamos de estado Hablamos de estado siguientesiguiente y y anterioranterior: : Secuencia temporalSecuencia temporal
�� ClasificaciClasificacióón de sistemas secuenciales: definicin de sistemas secuenciales: definicióón de secuencian de secuencia
�� Sistemas Sistemas ssííncronosncronos: : 
�� SSóólo se observa el sistema durante el pulso de reloj lo se observa el sistema durante el pulso de reloj ��
marcapasosmarcapasos
�� El reloj establece cuando se modifica el estado (no la salida: El reloj establece cuando se modifica el estado (no la salida: 
sistemas sistemas MealyMealy).).
�� Sistemas asSistemas asííncronos:ncronos:
�� El sistema es permanentemente activoEl sistema es permanentemente activo
�� Un cambio en alguna de las entradas del sistema: induce un Un cambio en alguna de las entradas del sistema: induce un 
transitorio que evoluciona hasta el siguiente estadotransitorio que evoluciona hasta el siguiente estado
6
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
��Dos bloques bDos bloques báásicos: en coincidencia con el pulso de sicos: en coincidencia con el pulso de relojreloj
•• Un bloque Un bloque combinacionalcombinacional que :que :
�� Lee las variables de entrada y de estado. Lee las variables de entrada y de estado. 
�� Genera las funciones booleanas de salida y de excitaciGenera las funciones booleanas de salida y de excitacióón.n.
•• Un bloque de Un bloque de memoriamemoria que:que:
��““recuerdarecuerda”” la evolucila evolucióón del sisteman del sistema
�� configura el estado anteriorconfigura el estado anterior
•• El El nuevo estadonuevo estado se generarse generaráá y sery seráá leleíído con el nuevo pulso de relojdo con el nuevo pulso de reloj
ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA SECUENCIAL ESTRUCTURA GENERAL DE UN SISTEMA SECUENCIAL SSÍÍNCRONONCRONO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema 
Combinacional 
 
Memoria 
Variables 
de entrada 
xi 
Variables 
de salida 
zi 
Variables 
de excitación 
 Yi 
Variables 
de estado 
yi 
Reloj 
 
D. Pardo, et al. 2006
7
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� BIESTABLEBIESTABLE: circuito secuencial que se caracteriza por:: circuito secuencial que se caracteriza por:
��Tener dos Tener dos estados establesestados estables: almacena permanentemente un : almacena permanentemente un bitbit ““00”” y y ““11””::
�� Estado: contenido de la memoriaEstado: contenido de la memoria
�� Se mantiene indefinidamente Se mantiene indefinidamente 
en uno de los estados posiblesen uno de los estados posibles
�� EntradasEntradas o o seseññales externas de excitaciales externas de excitacióónn hacen hacen que el BIESTABLE que el BIESTABLE 
cambie de estado.cambie de estado.
NOTA: La funciNOTA: La funcióón de excitacin de excitacióón es caractern es caracteríística de cada tipo de stica de cada tipo de biestablebiestable ((DD, , TT, , RSRS o o JKJK).).
�� Tienen dos Tienen dos salidassalidas: : 
�� QQ y : son las y : son las variables de estadovariables de estado (definen los estados internos) (definen los estados internos) 
�� Las salidas dependen de las entradas (Las salidas dependen de las entradas (varsvars de excitacide excitacióón) y del estado anteriorn) y del estado anterior
ELEMENTOS DE MEMORIA: FLIPELEMENTOS DE MEMORIA: FLIP--FLOP o BIESTABLEFLOP o BIESTABLE
 
 
Memoria 
Variables 
de excitación 
 Yi 
Variables 
de estado 
yi 
Reloj 
 
Q
D. Pardo, et al. 2006
8
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
Tabla de estados 
R S Q Q’ 
0 0 
0 1 
1 0 
0 1 1 0 
1 0 0 1 
1 1 0 0 
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� FlipFlip--flopflop RSRS (implementaci(implementacióón NOR)n NOR)
•• Una de las dos entradas a Una de las dos entradas a ““00””, , �� salidassalidas complementarias. complementarias. 
•• Una entrada a Una entrada a ““11”” determina el valor de la salida.determina el valor de la salida.
se conserva el estadose conserva el estado
viola complementariedadviola complementariedad
Tabla de estados (Tabla de estados (combinacionalcombinacional))
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOSDE MEMORIA
' ' QQ R Q Q S= =
Q’
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
9
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� FlipFlip--flopflop RSRS (implementaci(implementacióón NOR) :n NOR) :tabla caractertabla caracteríística stica ��
transiciones entre estadostransiciones entre estados
��Partimos de Partimos de QQnn=0 e introducimos R=S=0: =0 e introducimos R=S=0: estado de memoriaestado de memoria
��Partimos de Partimos de QQnn=0 e introducimos R=0, S=1: =0 e introducimos R=0, S=1: SETSET
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOS DE MEMORIA
Q’
Q’
Tabla característica 
R S Qn + 1 
0 0 Qn 
0 1 1 
1 0 0 
1 1 ? 
SETSET
RESETRESET
MEMMEM
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
10
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� FlipFlip--flopflop JKJK
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOS DE MEMORIA
Tabla característica del 
flip-flop J-K 
J K Qn + 1 
0 0 Qn 
0 1 0 
1 0 1 
1 1 nQ 
Tabla de Excitación 
Qn J K Qn+1 
0 0 × 0 
0 1 × 1 
1 × 1 0 
1 × 0 1 
Basculación1
0 
1 1 0
1 1 1 
Set1
1
1 0 0
1 0 1
Reset0
0
0 1 0
0 1 1
No cambio0
1
0 0 0
0 0 1
J K Qn 1+nQ
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
11
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� FlipFlip--flopflop JKJK mastermaster--slave: slave: flipflip--flopflop activado por flancos de la seactivado por flancos de la seññal al 
del relojdel reloj
Diagrama lDiagrama lóógico del gico del flipflip--flopflop JJ--KK
�� Bloquea el cambio en la salida hasta que no acaba el pulso de rBloquea el cambio en la salida hasta que no acaba el pulso de reloj.eloj.
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOS DE MEMORIA
 
K 
 J Q 
Q' 
Reloj 
D. Pardo, et al. 2006
http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
12
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOS DE MEMORIA
�� FlipFlip--flopflop TT (K = J)(K = J)
Tabla de verdadTabla de verdad FuncFunc. . loglog Tabla caracterTabla caracteríísticastica
�� Si mantenemos J=K=T=1, la salida oscila Si mantenemos J=K=T=1, la salida oscila �� Aplicaciones:Aplicaciones:
�� Divisor de frecuencia por 2Divisor de frecuencia por 2
�� Contadores Contadores ……
J 
K 
Q 
Q 
CP 
T 
nQ
1 1 
Qn0 0
Qn+1T
D. Pardo, et al. 2006
13
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� FlipFlip--flopflop DD (D=J= )(D=J= )
Tabla de verdadTabla de verdad FuncFunc. . loglog Tabla caracterTabla caracteríísticastica
��La La salidasalida en el estado siguiente en el estado siguiente sigue a la entradasigue a la entrada ((úútil para til para 
almacenar un almacenar un úúnico nico bitbit de datos)de datos)
�� AplicaciAplicacióón: n: registros de desplazamientoregistros de desplazamiento
ELEMENTOS DE MEMORIAELEMENTOS DE MEMORIA
J 
K 
Q 
Q 
CP 
D 
111 0
000 1
Qn+1DJ K
K
D. Pardo, et al. 2006
14
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Registro de desplazamiento con carga serieRegistro de desplazamiento con carga serie
�� Salida de datos serie o paraleloSalida de datos serie o paralelo
REGISTROS DE DESPLAZAMIENTOREGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
D 
Q 
CP 
D 
Q 
CP 
D 
Q 
CP 
Entrada serie 
 Pulsos de 
desplazamiento 
Salidas paralelo 
Salida 
serie 
D. Pardo, et al. 2006
15
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Registro de desplazamiento con carga en paralelo y salida serieRegistro de desplazamiento con carga en paralelo y salida serie
REGISTROS DE DESPLAZAMIENTOREGISTROS DE DESPLAZAMIENTO
Q0 Q1 Q2 
D0 
CP CP 
CP 
D1 D2 
Desplaza/Carga 
Pulsos de reloj 
Entradas en paralelo 
D. Pardo, et al. 2006
16
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
SSÍÍNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES SNTESIS DE SISTEMAS SECUENCIALES SÍÍNCRONOSNCRONOS
�� Analizar el enunciadoAnalizar el enunciado con el fin de determinar el ncon el fin de determinar el núúmero de entradas y mero de entradas y 
el de salidasel de salidas
�� ObtenciObtencióón del n del diagrama de estadosdiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria: asignar un n: asignar un núúmero binario a cada estadomero binario a cada estado
�� ProgramaciProgramacióón de los flipn de los flip--flopsflops: obtenci: obtencióón de las variables de excitacin de las variables de excitacióón n 
de los de los biestablesbiestables para que dado un estado y unos valores de las entradas, para que dado un estado y unos valores de las entradas, 
se obtenga el estado siguientese obtenga el estado siguiente
�� Ecuaciones de las redes de controlEcuaciones de las redes de control: por m: por méétodos puramente todos puramente 
combinacionalescombinacionales y a partir de las matrices de control, se obtienen las y a partir de las matrices de control, se obtienen las 
ecuaciones correspondientesecuaciones correspondientes
�� SSííntesisntesis de las redes de las redes combinacionalescombinacionales de controlde control
�� SSííntesisntesis de la red de salidade la red de salida
��Veamos un ejemplo: Veamos un ejemplo: 
DiseDiseññar un circuito secuencial sar un circuito secuencial sííncrono que presente un valor uno en su ncrono que presente un valor uno en su 
salida cada vez que el nsalida cada vez que el núúmero de unos, coincidentes con el pulso de reloj, mero de unos, coincidentes con el pulso de reloj, 
contenidos en una secuencia de 3 bits, sea imparcontenidos en una secuencia de 3 bits, sea impar
17
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
ANANÁÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍÍNCRONOSNCRONOS
�� Consiste en el Consiste en el proceso inverso de la sproceso inverso de la sííntesisntesis
��Procedimiento general:Procedimiento general:
�� Escribir las Escribir las ecuaciones de excitaciecuaciones de excitacióónn de los flipde los flip--flopsflops
�� Construir las Construir las matrices de programacimatrices de programacióónn a partir de las ecuaciones a partir de las ecuaciones 
anterioresanteriores
�� Construir las Construir las matrices de estadomatrices de estado, empleando la tabla caracter, empleando la tabla caracteríística de stica de 
los fliplos flip--flopflop y las matrices de programaciy las matrices de programacióón obtenidas previamenten obtenidas previamente
�� Construir el Construir el diagrama de estadosdiagrama de estados a partir de la matriz de estados y la a partir de la matriz de estados y la 
de salidade salida
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria y reducciy reduccióón de estados, si ha lugarn de estados, si ha lugar
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal de la operacide la operacióón del circuiton del circuito
18
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
ANANÁÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SLISIS DECIRCUITOS SECUENCIALES SÍÍNCRONOSNCRONOS
�� EjemploEjemplo
CP 
w 
C 
B 
z 
Circuito 
Salida, z 
CP 
Entrada, w 
B 
 S 
R 
Q 
Q CP 
C 
w 
 
B 
 
A 
A 
 
 S 
R 
Q 
Q CP 
A 
B 
C 
B 
B 
 
B 
 S 
R 
Q 
Q CP 
A 
B 
w 
w 
C 
C 
�� Ecuaciones de excitaciEcuaciones de excitacióónn
�� Matrices de programaciMatrices de programacióónn
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Matrices de salidaMatrices de salida
�� Diagrama de estadosDiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal
D. Pardo, et al. 2006
19
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
SISTEMAS SECUENCIALES ASSISTEMAS SECUENCIALES ASÍÍNCRONOSNCRONOS
�� Son aquellos que Son aquellos que NONO se encuentran pilotados por un pulso de relojse encuentran pilotados por un pulso de reloj
�� Alta velocidad de respuestaAlta velocidad de respuesta
�� Dos tipos:Dos tipos:
�� Sistemas de modo de nivel: cambio en una de las entradasSistemas de modo de nivel: cambio en una de las entradas
�� Sistemas de modo de pulso: doble cambio en una entrada Sistemas de modo de pulso: doble cambio en una entrada aaaaaaaa pulsopulso
20
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Se diseSe diseññan con elementos de memoria sin reloj (an con elementos de memoria sin reloj (latcheslatches))
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema 
Combinacional 
 
Memoria 
Variables 
de entrada 
xi 
Variables 
de salida 
zi 
Variables 
de excitación 
 Yi 
Variables 
de estado 
yi 
Reloj 
 
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOSNCRONOS: Modo de : Modo de PULSOPULSO
D. Pardo, et al. 2006
21
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
RESTRICCIONESRESTRICCIONES
•• NO pulsos simultNO pulsos simultááneosneos en dos o men dos o máás entradas (n s entradas (n 
entradas, n+1 posibles condiciones de entrada)entradas, n+1 posibles condiciones de entrada)
•• TransicionesTransiciones de los elementos de memoria iniciadas por de los elementos de memoria iniciadas por 
los pulsos de entradalos pulsos de entrada
•• Las variables de entrada Las variables de entrada ssóólo se utilizan en la forma no lo se utilizan en la forma no 
complementada o complementadacomplementada o complementada, pero no en ambas, pero no en ambas
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOSNCRONOS: Modo de : Modo de PULSOPULSO
22
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Veamos un ejemploVeamos un ejemplo
x1 
x2 
z 
S 
R 
Q 
Q 
 y 
y 
�� Ecuaciones de excitaciEcuaciones de excitacióónn
�� Matrices de programaciMatrices de programacióónn
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Diagrama de estadosDiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOSNCRONOS: Modo de : Modo de PULSOPULSO
D. Pardo, et al. 2006
23
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� No existe seNo existe seññal de relojal de reloj
�� El disparo del circuito se realiza con pulsos en las entradasEl disparo del circuito se realiza con pulsos en las entradas
�� ObtenciObtencióón del diagrama de estadosn del diagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón de estadosn de estados
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Matrices de programaciMatrices de programacióón y de salidan y de salida
�� Ecuaciones de programaciEcuaciones de programacióón y de salidan y de salida
�� Dibujar el circuitoDibujar el circuito
�� Veamos un ejemplo:Veamos un ejemplo:
DiseDiseññar un circuito de modo de pulso con dos lar un circuito de modo de pulso con dos lííneas de entrada xneas de entrada x11 y xy x22
y una ly una líínea de salida z. El circuito debe producir un pulso en la salidanea de salida z. El circuito debe producir un pulso en la salida
que coincida con el que coincida con el úúltimo pulso de entrada de la secuencia xltimo pulso de entrada de la secuencia x11--xx22--xx22. . 
Ninguna otra secuencia de entrada debe producir un pulso de saliNinguna otra secuencia de entrada debe producir un pulso de salida da 
(circuito detector de secuencia)(circuito detector de secuencia)
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOSNCRONOS (Modo de (Modo de PULSO): PULSO): SINTESISSINTESIS
24
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� El cambio de nivel de una entrada provoca el El cambio de nivel de una entrada provoca el posibleposible cambio de cambio de 
la salida y el estadola salida y el estado
�� No son necesarios elementos de memoriaNo son necesarios elementos de memoria
�� Circuito combinacional realimentadoCircuito combinacional realimentado
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Sistema 
Combinacional 
 
Retardo ∆t 
Variables 
de entrada 
xi 
Variables 
de 
salida zj 
Variables 
de 
excitación Yr 
Variables 
de 
estado ys 
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOSNCRONOS: Modo de : Modo de NIVELNIVEL
D. Pardo, et al. 2006
25
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
x1 
x2 
z 
�� Ecuaciones Ecuaciones combinacionalescombinacionales
�� Matriz de excitaciMatriz de excitacióónn
�� Matriz de transiciMatriz de transicióónn
�� Matriz de flujoMatriz de flujo
�� Matriz de salidaMatriz de salida
�� DescripciDescripcióón literaln literal
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOS NCRONOS ((Modo de Modo de NIVEL): NIVEL): ANALISISANALISIS
D. Pardo, et al. 2006
26
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Ejemplo: flipEjemplo: flip--flopflop RS asRS asííncrono implementacincrono implementacióón NANDn NAND
S 
R 
X y S= + 
Y x R= + 
 y 
x 
S 
R x 
 y 00 
00 
01 
01 
11 
11 
10 
10 
XY 
11 
11 
11 
11 
11 
11 
11 
10 
10 
11 
01 
00 
10 
11 
01 
01 
 
S 
R x 
 y 00 01 11 10 
00 
01 
11 
10 
S 
R x 
 y 00 01 11 10 
00 
01 
11 
10 
1 
1 
1 
1 
2 
2 
2 5 
3 
3,4 
2 
3,4 
5 
5 
5 4 
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOS NCRONOS ((Modo de Modo de NIVEL): NIVEL): ANALISISANALISIS
D. Pardo, et al. 2006
27
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
�� Tabla de flujo primitivaTabla de flujo primitiva
�� ReducciReduccióón de la tabla primitiva n de la tabla primitiva aa
Tabla de flujo reducidaTabla de flujo reducida
�� Matriz de excitaciMatriz de excitacióónn
�� Matriz de salidaMatriz de salida
�� ImplementaciImplementacióónn
�� Veamos un ejemplo:Veamos un ejemplo:
Dadas dos seDadas dos seññales A y B (entradas), diseales A y B (entradas), diseññar una red que suministre ar una red que suministre 
una salida z = 1 cuando ambas entradas son 1, pero suna salida z = 1 cuando ambas entradas son 1, pero sóólo si, partiendo lo si, partiendo 
de entradas A=B=0, A fue 1 antes que B. Si la salida es 1 se mande entradas A=B=0, A fue 1 antes que B. Si la salida es 1 se mantiene tiene 
hasta que B sea 0. Suponemos que las entradas no cambian a la vehasta que B sea 0. Suponemos que las entradas no cambian a la vezz
SISTEMAS SECUENCIALES SISTEMAS SECUENCIALES ASASÍÍNCRONOS NCRONOS ((Modo de Modode NIVEL): NIVEL): SSÍÍNTESISNTESIS
28
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. Problemas de TEMA 10. Problemas de 
CIRCUITOS SECUENCIALESCIRCUITOS SECUENCIALES
29
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. SPROBLEMAS CIRC. SEC. SÍÍNCRONOS. NCRONOS. PROB. 1PROB. 1
J 
K 
Q 
Q 
CP 
 J 
K 
Q 
Q 
CP 
 J 
K 
Q 
Q 
CP 
 A B 
C 
CP 
B 
 A B 
 A 
B 
C 
�� Ecuaciones de excitaciEcuaciones de excitacióónn
�� Matrices de programaciMatrices de programacióónn
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Matrices de salidaMatrices de salida
�� Diagrama de estadosDiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal
D. Pardo, et al. 2006
30
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. SPROBLEMAS CIRC. SEC. SÍÍNCRONOS. NCRONOS. PROB. 2PROB. 2
 
D 
Q 
Q 
CP 
 J 
K 
Q 
Q CP 
x 
x 
 y 
 y 
 y 
A 
A 
B 
z 
CP �� Ecuaciones de excitaciEcuaciones de excitacióónn
�� Matrices de programaciMatrices de programacióónn
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Matrices de salidaMatrices de salida
�� Diagrama de estadosDiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal
D. Pardo, et al. 2006
31
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. SPROBLEMAS CIRC. SEC. SÍÍNCRONOS. NCRONOS. PROB. 3PROB. 3
 J 
K 
Q 
Q 
CP 
 J 
K 
Q 
Q 
CP 
x 
 y2 
 y2 
x 
x 
 y1 
y1 
CP 
z 
x 
�� Ecuaciones de excitaciEcuaciones de excitacióónn
�� Matrices de programaciMatrices de programacióónn
�� Matrices de estadoMatrices de estado
�� Matrices de salidaMatrices de salida
�� Diagrama de estadosDiagrama de estados
�� AsignaciAsignacióón secundarian secundaria
�� TrascripciTrascripcióón literaln literal
D. Pardo, et al. 2006
32
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. SPROBLEMAS CIRC. SEC. SÍÍNCRONOS. NCRONOS. PROB. 12PROB. 12
 
AB 
00 
01 
10 
11 
0/0 
0/0 
0/0 
1/0 
0/0 
1/0 
1/0 
1/1 
x/z 
CP
x
A
B
z
t
D. Pardo, et al. 2006
33
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. SPROBLEMAS CIRC. SEC. SÍÍNCRONOS. NCRONOS. PROB. 13PROB. 13
CP
a
b
Estado A
z
A B D C C C A
00/1
ab/z
A
B
C
D
00/ 0 11/ 1
11/ 0
01/ 0
10/ 0
11/ 0
11/1 
1 01/ 0
10/ 1
00/ 1
10/ 0
00/ 0
01/ 0
10/1
01/ 000/1
ab/z
A
B
C
D
00/ 0 11/ 1
11/ 0
01/ 0
10/ 0
11/ 0
11/1 
1 01/ 0
10/ 1
00/ 1
10/ 0
00/ 0
01/ 0
10/1
01/ 0
D. Pardo, et al. 2006
34
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
TEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALESTEMA 10. CIRCUITOS SECUENCIALES
PROBLEMAS CIRC. SEC. ASPROBLEMAS CIRC. SEC. ASÍÍNCRONOS MODO DE NIVELNCRONOS MODO DE NIVEL
Se desea automatizar la barrera de un cruce a nivel entre una caSe desea automatizar la barrera de un cruce a nivel entre una carretera rretera 
y una vy una víía fa féérrea con una sola vrrea con una sola víía. Para ello se colocan en la va. Para ello se colocan en la víía dos a dos 
conmutadores, uno a cada lado del cruce, separados por una distaconmutadores, uno a cada lado del cruce, separados por una distancia ncia 
mayor que la longitud de cualquier tren y que estmayor que la longitud de cualquier tren y que estáán activados mientras n activados mientras 
estestáá pasando el tren por ellos. Disepasando el tren por ellos. Diseññar un circuito secuencial asar un circuito secuencial asííncrono ncrono 
de modo de nivel para el control de la barrera, de manera que de modo de nivel para el control de la barrera, de manera que éésta baje sta baje 
cuando el tren se acerca al cruce y suba cuando el tren se alejecuando el tren se acerca al cruce y suba cuando el tren se aleje. Entre . Entre 
los dos conmutadores nunca estlos dos conmutadores nunca estáán dos trenes; es decir, nunca dos n dos trenes; es decir, nunca dos 
trenes circulan suficientemente juntos.trenes circulan suficientemente juntos.
35
Raúl Rengel Estévez: raulr@usal.es
María Jesús Martín Martínez : mjmm@usal.es
� Agradecimientos
� Daniel Pardo Collantes, Área de Electrónica, Departamento de Física Aplicada. 
Universidad de Salamanca.
� Referencias
� Pardo Collantes, Daniel; Bailón Vega, Luís A., “Fundamentos de Electrónica 
Digital”.Universidad de Salamanca. Ediciones Universidad de Salamanca. 2006.
� http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/sist_digit/image018.jpg
� http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/biest.htm
� http://2.bp.blogspot.com/_Sb4aoWqhThY/S99T4vz6k-
I/AAAAAAAABzY/6JcgGuof_aQ/s1600/muestreo.png