Circuitos Digitales Flip-Flop

1. INFORME PRÁCTICO
UNIVERSIDAD FERMIN TORO
VICE-RECTORADO ACADEMICO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA DE TELECOMUNICACIONES

2. Introducción
Para comenzar podemos decir que todo circuito que sea digital, para funcionar
correctamente usan datos los cuales son binarios, esta pueden estar diseñados para contar,
sumar, separar, entre otros, donde los datos dependerán de la necesidades de lo que se quiera
construir, sin embargo el tipo de funcionamiento de las compuertas digitales, los datos
presentes en las salidas de las mismas, cambian de acuerdo con sus entradas, y no hay manera
debitarlo, si las entradas cambian, las salidas lo harán también, entonces para lograr mantener
un dato o serie de datos en un lugar hasta que los necesitemos requerimos de las memorias,
Ya que básicamente estas son sistemas que pueden almacenar uno o más datos evitando que
se pierdan, hasta que nosotros lo consideremos necesario, es decir, pueden variar su
contenido a nuestra voluntad.
Ahora bien Podemos partir de que, en los sistemas secuenciales, los valores de las
salidas, en un momento dado, no dependen exclusivamente de los valores de las entradas en
dicho momento, sino también dependen del estado anterior o estado interno y que el sistema
secuencial más simple es el biestable, por otra parte, se tiene que el sistema secuencial
requiere de la utilización de un dispositivo de memoria que pueda almacenar la historia
pasada de sus entradas (denominadas variables de estado) y le permita mantener su estado
durante algún tiempo, estos dispositivos de memoria pueden ser sencillos como un simple
retardador o tan complejos como un circuito completo de memoria denominado
multivibrador biestable o Flip-Flop.
En el Siguiente trabajo podremos observar su funcionamiento y la importancia de los Flip
Flops, este es el corazón de una memoria, este circuito es una combinación de compuertas
lógicas, A diferencia de las características de las compuertas solas, si se unen de cierta
manera, estas pueden almacenar datos que podemos manipular con reglas preestablecidas por
el circuito mismo.

3. Pre-Laboratorio:
 ¿Qué es un flip flop?
El "Flip-flop" es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados, que
sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Estos son
ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan
normalmente en unidades llamadas “registros”, para el almacenamiento de datos numéricos
binarios.
Se pueden clasificar en 2:
Los Asíncronos: Sólo tienen entradas de control. El más empleado es el flip flop RS.
Síncronos: Además de las entradas de control necesita un entrada sincronismo o de reloj.
Entre sus tipos tenemos: SR o SC, J-K, D, y T

4.  Investigar la tabla de la verdad, diagrama de tiempo y símbolo de los siguientes
flip-flop:
(a) J-K
Este "flip-flop" es uno de los más usados en los circuitos digitales, y de hecho es parte
fundamental de muchos circuitos avanzados como contadores y registros de corrimiento, que
ya vienen integrados en un chip, cuenta con dos entradas de datos J y K, su función es en
principio la misma que el Registro básico NAND o NOR.
Es el más versátil de los flip-flops básicos, Tiene el carácter de
seguimiento de entrada del flip-flop D sincronizado, pero tiene
dos entradas, denominadas tradicionalmente J y K. Si J y K son
diferentes, la salida Q toma el valor de J durante la subida del
siguiente pulso de sincronismo.
Si J y K son ambos low (bajo), entonces no se produce
cambio alguno. Si J y K son ambos high (alto), entonces en la
siguiente subida de clock la salida cambiará de estado.
Una Estructura del Flip-Flop J-K, de manera
simplicada es esta,
Donde se puede nota que las salidas se
retroalimentan para habilitar las puertas NAND.
Esto es lo que le proporciona la acción de
permutación cuando J=K=1.

5. Ahora bien su tabla de la verdad es:
Por lo tanto
(b) SR
El flip-flop RS se puede construir a partir de puertas lógicas, Tiene
tres entradas, S (de inicio), R (reinicio o
borrado) y C (para reloj).
Tiene una salida Q, y a veces también una salida complementada,
la que se indica con un circulo en la otra terminal de salida. El
símbolo indicador dinámico denota el hecho de que el flip-flop
responde a una transición positiva ( de 0 a 1) de la señal de reloj.
Su unidad básica (con compuertas NAND
o NOR) se dibuja a continuación que, como
actúa por "niveles" de amplitud (0-1) recibe el
nombre de Flip-Flop RS activado por nivel
(FF-RS-AN). Cuando no se especifica este
detalle es del tipo Flip-Flop RS maestro-
esclavo (FF-RS-ME). Sus ecuaciones y tabla
de funcionamiento son: Q = S + q R* R S = 0
Ahora bien la tabla de la verdad es:

6. (c) D
El "flip-flop" tipo D, sigue a la entrada, haciendo
transiciones que coinciden con las de la entrada. El
término "D", significa dato; este almacena el valor que
está en la línea de datos. Se puede considerar como una
celda básica de memoria.
Ahora bien este cuenta con una entrada para hacer el
cambio de las salidas. A cada pulso del reloj
(dependiendo si el FF utiliza una TPP o una TPN) el
estado presente en la entrada "D" será transferido a la
salida Q y /Q.
Una de las aplicaciones de mayor uso
para este tipo de FF es al de la
transferencia de datos de forma paralela,
conectando varios FF tipo "D" a X
número de bits, podemos hacer que la
información de todos los bits pase
inmediatamente a la salida de cada FF
con sólo un pulso de reloj. Tabla de verdad de un FF tipo "D"
Ahora bien la tabla de la verdad es:

7. (d) T
El flip-flop T se obtiene del tipo JK cuando las
entradas J y K se conectan para proporcionar una
entrada única designada por T. El flip-flop T, por
lo tanto, tiene sólo dos condiciones.
Cuando T = 0 ( J = K = 0) una transición de reloj
no cambia el estado del flip-flop. Cuando T = 1 (J
= K = 1) una transición de reloj complementa el
estado del flip-flop.
Su unidad básica se dibuja a continuación que,
como actúa por "niveles" de amplitud (0-1)
recibe el nombre de Flip-Flop T activado por
nivel (FF-T-AN). Cuando no se especifica este
detalle es del tipo Flip-Flop T maestro-esclavo
(FF-T-ME).

8. Su tabla de verdad es:
 Investigue las hojas técnicas de los flip-flop mencionados en la pregunta No.
2.
74LS73
Dual-Negativo-Edge-Triggered Master-Slave
Chanclas J-K con salidas claras y complementarias

9. Descripción general
Este dispositivo contiene dos disparadores independientes de borde negativo
J-K flip-flops con salidas complementarias. El J y Los datos K se procesan mediante los flip-
flops en el borde descendente del pulso del reloj El disparo del reloj se produce con un voltaje
nivel y no está directamente relacionado con el tiempo de transición de la
Borde negativo del pulso del reloj. Los datos sobre la J y las entradas K pueden cambiar
mientras el reloj está ALTO o BAJO sin afectar las salidas, siempre y cuando la
configuración y los tiempos de espera no son violados Un bajo nivel de lógica en el claro
entrada restablecerá las salidas independientemente de los niveles de las otras entradas.
DM7476
Dual Master-Slave J-K Flip-Flops with
Clear, Preset, and Complementary Outputs
Descripción general
Este dispositivo contiene dos
impulsos positivos independientes
activados J-K flip-flops con salidas
complementarias. El J y Los datos
K son procesados por el flip-flop
después de un reloj completo
legumbres. Mientras el reloj está
BAJO, el esclavo está aislado del
dominar. En la transición positiva
del reloj, los datos desde las
entradas J y K se transfiere al
maestro. Mientras el reloj está en
ALTO las entradas J y K están
deshabilitadas. Sobre el transición
negativa del reloj, los datos del
maestro son transferido al esclavo.
El estado lógico de las entradas J y
K no se debe permitir que cambie
mientras el reloj esté ALTO.

10. Los datos se transfieren a las salidas en el borde descendente del pulso del reloj Un nivel
lógico BAJO en el preajuste o claro las entradas configurarán o restablecerán las salidas
independientemente de la lógica niveles de las otras entradas.
DM7474
Dual Positive-Edge-Triggered D-Type Flip-Flops
with Preset, Clear and Complementary Outputs
Descripción general
Este dispositivo contiene dos activadores de borde
positivo independientes Biestables de tipo D con salidas
complementarias. Los la información sobre la entrada D
es aceptada por los flip-flops en el borde positivo del
pulso del reloj. El desencadenante ocurre en un nivel de
voltaje y no está directamente relacionado con el tiempo
de transición del borde ascendente del reloj. Los datos
sobre la entrada D puede cambiarse mientras el reloj está BAJO o ALTO sin afectar los
resultados siempre y cuando los datos los tiempos de configuración y retención no se violan.
Un nivel lógico BAJO en las entradas predefinidas o claras establecerán o restablecerán las
salidas independientemente de los niveles lógicos de las otras entradas..
 Qué significan los términos sincrónicos y asincrónicos:
Flip-flop, es un multivibrador capaz de permanecer en un estado determinado o en el
contrario durante un tiempo indefinido. Esta característica es ampliamente utilizada en
electrónica digital para memorizar información. El paso de un estado a otro se realiza
variando sus entradas. Dependiendo del tipo de dichas entradas los biestables se dividen en:
Síncronos: además de las entradas de control posee una entrada de sincronismo o de reloj. Si
las entradas de control dependen de la de sincronismo se denominan síncronas y en caso
contrario asíncronas. Por lo general, las entradas de control asíncronas prevalecen sobre las
síncronas.
Asíncronos: sólo tienen entradas de control. El más empleado es el biestable RS.
En resumen se puede decir que:
Asíncronos: Flip flops que sólo tienen entradas de control. El más usado es el flip flop RS.
Síncronos: Flip flops que poseen entradas de control y una entrada de sincronismo o de reloj.

11.  Investigue las características del CI 74LS14. Dibuje su configuración interna
e indique la función de cada uno de sus pines.
El circuito integrado 7414 consta de 6 inversores
schmitt trigger con salida totem pole. Estos
circuitos son usados cuando en las entradas
vamos a tener niveles con ruido que pueden
falsear los niveles de salida.
La tabla de la verdad de cada inversor es muy
sencilla, simplemente invertimos el valor de la
entrada.
Los inversores son muy usados en electrónica,
gracias a ellos podemos adaptar circuitos que
necesitan ser controlados por lógicas inversas.
También combinando varios uno detrás de otro
podemos generar retardos pequeños, necesarios
a veces para acceder a circuitos de forma segura.
 Complete el diagrama de tiempos mostrado para el circuito de la figura,
suponiendo que ambos flip-flops se hallan inicialmente en el estado “0”,

13. Actividades:
I Parte. Flip Flop Básicos con Compuertas Lógicas.
 Dado realice el montaje complete la tabla de la verdad correspondiente.

14.  Dado el circuito complete la tabla de la verdad correspondiente.

15. II Parte. Estudio y Funcionamiento del Flip – Flop
 Flip Flop como Divisor de Frecuencia: Dado el circuito de la figura No. 3 realice el
montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.
a. Dibuje la señal d entrada y la señal de salida que se observan en el osciloscopio.

16. b. ¿Qué se observa en los leds?
En este circuito la configuración toggle hace que el flip flop oscile al estado contrario por
cada pulso recibido del reloj, se observa que tardan más en titilar con respecto a la entrada,
esto sucede porque dos ondas diferentes ingresan a la entrada del reloj del flip flop, al
mismo tiempo que otra señal ingresa en el pin Q, entonces tenemos que mientras la señal
compuesta del reloj ejecuta el flanco de bajada, el pin 𝑄̅ cambia entre los valores 1 y 0, al
mismo tiempo que en la otra salida. En otras palabras el flip flop divide la frecuencia entre
2 y logra que el led cambia de manera gradual debido a que su señal analógica que es
recibida.

18.  Estudio del Flip Flop como Contador: Dado el circuito de la figura No. 4
realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.
a. ¿Qué comportamiento se observa en los leds?
Se observa una secuencia de encendido en lógica positiva de una cuenta ascendente binaria
de tres bits en cual es bit menos significativo LBS sería el de la izquierda
Donde existe un conteo en binario en cada transición del clock, estos flip flop se encuentran
conectados en cascada y por ende cada uno de ellos está dividendo la frecuencia, el primero
entre 2 y el segundo entre 4, donde 2 del primer FF están multiplicado por 2 del segundo FF.
Esta división causa un conteo entre los 2 FF desde 0 a 3.
b. Realice una tabla de la verdad según lo que se observa. Explique

19.  Estudio del Flip Flop Como pulsador Star / Stop: Dado el circuito de la figura No. 5
realice el montaje en el protoboard y compruebe y explique su funcionamiento.
a. ¿Qué comportamiento se observa en el led?
Existe un cambio de apagado al presionar el switch1 y otro cambio a encendido cuando se
presiona nuevamente, repitiendo el ciclo infinitas veces.
b. Explique su funcionamiento.
La compuerta está asegurando que exista el voltaje correcto para hacer el cambio de estado,
y de esta manera no entra ruido al flip flop J-K. po otr lado cada vez que se presiona hay un
cambio de estado ya que J y K están en un estado lógico alto y el pulso está entrando por el
clock, realizando un cambio cada vez que se presione.

20. Post-Laboratorio:
1.- Con el 74194 realiza un circuito secuenciador de Leds, es decir, que se desplace un Led
encendido, (hay que realizar un pulso corto en el SR)
Ejemplo de funcionamiento: 1000 0100 0010 0001
2.- ¿Cómo harías para que repita el ciclo siempre? Es decir: 1000 0100 0010 0001 1000
0100

21. Conclusión
El presente trabajo planteó como objetivo primario el de estudiar los funcionamientos de un
FLIP FLOP, y gracias a este trabajo logramos conocer que básicamente este es una celda
binaria capaz de almacenar un bit, este posee dos salidas que le permiten en una deja salir la
información de valor normal y la otra es para los valores complementarios.
Ahora bien se logró conocer que los elementos de memoria que se utilizan en los circuitos
secuenciales de reloj se llaman flip–flops y que dichos circuitos son capaces de almacenar
información, cm antes ya mencionado. Estos tienen dos salidas, una para valor normal y otra
para el valor complementario del bit almacenado en él.
Por lado se conoció a su vez se aprendió que los flip flops poseen dos estados estables, uno
a nivel alto (1) lógico y otro a nivel bajo 0 lógico
Para concluir debe tener en cuenta, que los flip flops son importantes debido a que estos
componentes electrónicos ayudan en la industria, como divisores de frecuencia, como
circuitos de enclave, como contadores; como circuitos de memoria temporal y sobre todo
como acopladores o acondicionadores de señal entre tarjetas o máquinas.