miércoles, 12 de agosto de 2009

registros de corrimiento


Contadores de registro de corrimiento

En los contadores de registro de corrimiento se utiliza retroalimentación, lo cual significa que la salida del último flip-flop del registro se conecta en retroceso con el primer flip-flop en alguna forma.
Contador de anillo

El contador de registro de corrimiento mas simple es un registro de corrimiento circulante conectado que el ultimo ff desplace su valor al primer ff. Los ff se conectan de modo que la información se corra de izquierda a derecha de Q-0 a Q-3. En muchos casos solo hay un 1 el registro y se hace que circule alrededor del registro en tanto se apliquen los pulsos del reloj. Por esta razón se le denomina contador de anillo.

Ejemplo:








Las formas de honda, la tabla de secuencia y el diagrama de estados muestran los diferentes estados de los ff a medida que se aplican los pulsos, suponiendo que el estado inicial es Q-3 = 1 y Q-2 = Q-1 = Q-0 = 0. Después del primer pulso, el 1 ha pasado de Q-3 a Q-2 de manera que el contador esta en el estado 0100. El segundo pulso produce el estado 0010 y el tercero produce el estado 0001. En el cuarto pulso del reloj el estado 1 de Q-0 se transfiere a Q-3 lo que produce el estado 1000, que es desde luego, el estado inicial. Los pulsos subsiguientes ocasionan que se repita la secuencia.

Este contador funciona como un contador MOD-4 por que tiene cuatro estados distintos antas que se repita la secuencia.

En general, un contador de anillo necesita mas ff que un contador binario para el mismo numero MOD; por ejemplo, un contador de anillo MOD-8 requiere de 8 ff, en tanto que un contador binario MOD-8 solo necesita 3.

Contador Johnson

El contador de anillo básico se puede modificar ligeramente para producir otro tipo de contador de registro de corrimiento, que tendrá propiedades un tanto diferentes. El contador Johnson o de anillo trenzado se construye exactamente en la misma forma que un contador de anillo normal, excepto que la salida invertida del ultimo ff se conecta a la entrada del primer ff.




La operación del contador Johnson es fácil de analizar si comprendemos que en cada transición positiva del pulso del reloj el nivel en Q-2 se pasa a Q-1 el nivel en Q-1, se cambia a Q-0 y el inverso del nivel de Q-0 se pasa a Q-2. Utilizando estas ideas y suponiendo que todos los ff inicialmente están en 0, se puede generar las formas de onda, la tabla de secuencia y el diagrama de estados.

Las formas de onda y la tabla de secuencia revelan los siguientes puntos:

- Este contador tiene seis estados distintos: 000,100, 110, 111, 011 y 001 antes de que se repita la secuencia.
- La forma de onda de cada ff es cuadrada a un sexto de la frecuencia del reloj.

El numero MOD de un contador Johnson siempre será igual a dos veces el numero de ff.
Decodificación de un contador Johnson

Para un número MOD asignado, un contador Johnson solo necesita la mitad del número de ff que requiere un contador de anillo. Un contador Johnson requiere la decodificación de compuertas y no así un contador de anillo. El contador Johnson utiliza una compuerta lógica para decodificar cada conteo de salida, pero cada compuerta requiere solamente de dos entradas independientemente del número de ff que haya en el contador.

Los contadores Johnson representan un punto medio entre los contadores de anillo y los contadores binarios. Un contador Johnson requiere menos ff que un contador de anillo, pero generalmente más que un contador binario; tiene más circuitos de decodificación que un contador en forma de anillo, pero menos que un contador binario.

Contadores en registro de corrimiento en CI

Existen muy pocos contadores de anillo o Johnson disponibles como circuitos integrados. La razón es que es relativamente simple tomar un circuito integrado con registro de corrimiento y conectarlo a un contador de anillo o a un Johnson. Algunos de los contadores Johnson de CI CMOS, incluyen la circuiteria completa de decodificación en la misma plastilla que el contador.

Contador de frecuencia

Un contador de frecuencia es un circuito que puede medir y exhibir de manera visual la frecuencia de una señal. Uno de los métodos más sencillos para construir un contador de frecuencia contiene un contador con su circuiteria decodificadora y de exhibición asociados y una compuerta AND. Las estradas de las compuertas AND incluyen los pulsos cuya frecuencia es desconocida, f-x, y un pulso de MUESTREO que controla el tiempo disponible para que estos pasen a través de la compuerta AND hacia el contador.

La exactitud de este método depende casi totalmente de la duración del intervalo de muestreo, que debe controlarse con mucha precisión.

Ejemplo:



Se utiliza un oscilador controlado por cristal para generar para generar una onda exacta de 100 kHz, que se forma en pulsos cuadrados y se alimenta a una serie de contadores de décadas que se utilizan para dividir sucesivamente esta frecuencia de 100 kHz entre 10. Las frecuencias presentes en las salidas de este contador de décadas son tan precisas como la frecuencia del cristal. Estos contadores de d3ecadas sueles ser binarios o Johnson.

El interruptor se utiliza para seleccionar una de las frecuencias de salida del contador de décadas que será alimentada a un ff individual que se dividirá entre 2.

Contador de frecuencias completo

El circuito contiene ahora un MV monoestable y un flip-flop J-K que opera en el modo de complemento, la compuerta AND tiene tres entradas, una de las cuales es la salida x del ff. Los pulsos de MUESTREO se conectan a la compuerta AND y también a la entrada CLK del ff.
Este contador de frecuencia entra en una secuencia repetitiva de borrado, conteo, fijación para la exhibición visual, borrado, conteo, y así sucesivamente.

Tipos de registros


Registro de Corrimiento Básico
Un registro de corrimiento básico es un conjunto de flip-flops conectados de tal forma que los números binarios almacenados en él son desplazados de un flip-flop al siguiente con cada pulso de reloj aplicado. En la Interatividad 6.4.1 se observa la forma de conectar 4 flip-flops tipo D para construir un registro. Note como la salida de un flip-flop se conecta a la entrada de otro adyacente.


Registros de corrimiento bidireccionales
Este tipo de registro tiene la opción de elegir la dirección en que se transmiten los datos. Estos registros tienen una señal de control que permite seleccionar el sentido de desplazamiento de los datos. En la Figura 6.4.6 se observa el circuito lógico de un registro bidireccional de 4 bits.


Registros en Circuito Integrado
En el mercado exiten actualmente varios circuitos integrados que desempeñan su función como registros, en esta sección mencionaremos algunos de estos registros disponibles en lógica TTL y CMOS.


Aplicaciones de los Registros de Corrimiento
Los registros de corrimiento tiene varias aplicaciones en la Electrónica Digital, entre las cuale se pueden mencionar las siguientes:
· Transmisión de datos.
· Conversión de protocolo serie en paralelo y viceversa.
· Puertos de salida de los microcomputadores.
· Secuenciadores (luces y anuncios publicitarios).
· Multiplicaciones y divisiones por 2, 4, 8, 16 bits.
· Operaciones que se hacen en forma secuencial.



Conclusiones:

En este tema tratamos de especificar los tipos de registro de corrimiento con sus especificaciones para realizar los cálculos posibles que se puedan presentar al momento de realizar una práctica, esto nos servirá de ayuda para lo que se presente, y para así tener una idea de lo que se va a realizar.

Tendremos en cuenta que para realizar un registro de corrimiento, se debe tomar en cuenta los contadores, flip-flop, circuitos, y muchas cosas más que serán necesarias para obtener el registro de corrimiento.

Bibliografía:

Libro:
J. Tocci, Ronald, Sistemas Digitales (principios y aplicaciones), 6ta edición, Pág.: 340-349.
http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/ingenieria/2000477/lecciones/070201.htm/12-08-09.




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