El Flip Flop es el nombre
común que se le da a los dispositivos multivibradores de dos estados
(biestables) durante un tiempo indefinido, que sirven como memoria básica para
las operaciones de lógica secuencial. Los Flip-Flops 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. El paso de un estado a otro se realiza variando sus entradas. Sus características
principales son:
- Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
- Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
- Tienen una o más entradas que pueden causar que el estado del Flip-Flop cambie.
Dependiendo del tipo de
dichas entradas los biestables se dividen en:
- Asíncronos: solamente tienen entradas de control.
- 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.
La entrada de sincronismo
puede ser activada por nivel (alto o bajo) o por flanco (de subida o de
bajada). Dentro de los biestables síncronos activados por nivel están los tipos
RS y D, y dentro de los activos por flancos los tipos JK, T y D.
Biestable RS
Dispositivo de
almacenamiento temporal de 2 estados (alto y bajo), cuyas entradas principales
permiten al ser activadas:
- R: el borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
- S: el grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida
Si no se activa ninguna de
las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última
operación de borrado o grabado. En ningún caso deberían activarse ambas
entradas a la vez, ya que esto provoca que las salidas directas (Q) y negada (Q')
queden con el mismo valor: bajo, si el flip-flop está construido con puertas
NOR, o a alto, si está construido con puertas NAND. El problema de que ambas
salidas queden al mismo estado está en que al desactivar ambas entradas no se
podrá determinar el estado en el que quedaría la salida. Por eso, en las tablas
de verdad, la activación de ambas entradas se contempla como caso no deseado
(N. D.).
Biestable D (Data o Delay)
El "flip-flop"
tipo D, sigue a la entrada, haciendo transiciones que coinciden con las de la
entrada. El término "D", significa dato; este flip-flop D resulta muy
útil cuando se necesita almacenar un único bit de datos (1 o 0). Un "flip-flop" D, se puede hacer con
un "flip-flop" "set/reset", uniendo la salida set (estado
alto) con la salida reset (estado bajo), a través de un inversor. El resultado
se puede sincronizar. El funcionamiento de un dispositivo activado por el
flanco negativo es, por supuesto, idéntico, excepto que el disparo tiene lugar
en el flanco de bajada del impulso del reloj. Su función es dejar pasar lo que entra por D, a la salida Q, después de un pulso del reloj.
Biestable T (Toggle)
Dispositivo de
almacenamiento temporal de 2 estados (alto y bajo). El biestable T cambia de estado cada vez que la entrada de sincronismo o de reloj
se dispara mientras la entrada T está a nivel alto. Si la entrada T está a
nivel bajo, el biestable retiene el nivel previo. Puede obtenerse al unir las
entradas de control de un biestable JK, unión que se corresponde a la entrada
T. Es de utilidad en la construcción de contadores binarios, divisores de
frecuencia, y dispositivos de sumas binarias en general.
Biestable JK (Jump-Keep)
El "flip-flop"
J-K, es el más versátil de los flip-flops básicos y uno de los más usados. Su
funcionamiento es idéntico al del flip-flop S-R en las condiciones SET, RESET y
de permanencia de estado. La diferencia está en que el flip-flop J-K no tiene
condiciones no válidas como ocurre en el S-R.
Este dispositivo de
almacenamiento es temporal que se encuentra dos estados (alto y bajo), cuyas
entradas principales, J y K, a las que debe el nombre, permiten al ser
activadas:
- J: El grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida.
- K: El borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
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. Puede
realizar las funciones del flip-flop set/reset y tiene la ventaja de que no hay
estados ambiguos. Puede actuar también como un flip-flop T para conseguir la
acción de permutación en la salida, si se conectan entre sí las entradas J y K.
Esta aplicación de permutar el estado, encuentra un uso extensivo en los
contadores binarios.
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