Flip Flop o Biestable

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:

1. Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
2. Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
3. 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:

1.  Asíncronos: solamente tienen entradas de control. 
2. 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:

1. R: el borrado (reset en inglés), puesta a 0 ó nivel bajo de la salida.
2. 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:

1. J: El grabado (set en inglés), puesta a 1 ó nivel alto de la salida.
2. 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.