Electronica Digital - Contadores y Registro

1

Ing. Bady Elder Cruz Díaz

[email protected]

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ELECTRÓNICA DIGITAL

Capítulo 6

Contadores y Registros

2Ing. Bady Elder Cruz Díaz

ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6

CONTADORES Y REGISTROS

Contadores y registros6

CONTENIDO:

Contadores asíncronos (de rizo)6.1

Contadores síncronos (paralelos)6.2

Registros de corrimiento6.3

Entrada en paralelo – salida en paralelo6.4

Entrada en serie – salida en serie6.5

Entrada en paralelo – salida en serie6.6

Entrada en serie – salida en paralelo6.7

Registros de corrimiento bidireccional6.8

Registro buffer6.9

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DIGITALCapítulo 6


“Los Flip-Flops pueden utilizarse para construir circuitos secuenciales

llamados contadores”

Existen una clasificación básica de los contadores, que los divide en:

• Contadores asíncronos y,

• Contadores síncronos.

Además, los contadores pueden clasificarse:

• Atendiendo al tipo de secuencia que generan

(ascendente/descendente) o,

• Al número de estados por el que pasan (módulo).


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Contadores asíncronos (de Rizo)6.1

Un contador asíncrono (conocido también como de rizo), es aquel

contador al que la señal de reloj sólo ingresa al Flip-Flop que contiene el

menor bit significativo (LSB).

Por ser un contador binario, la secuencia de conteo es:

0, 1, 2… 2n – 1, 0, 1, 2… 2n – 1, 0, 1…

donde n es el número de Flip-Flops que componen el contador.

El módulo de un contador binario de este tipo es 2n (el máximo que se

puede conseguir utilizando n Flip-Flops).

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FIGURA 6-1: Contador asíncrono (o de rizo) ascendente de 3 bits.

Q0

Q’0

J0

Q2

(MSB)

Pulsos de Reloj

CLK

Entrada

K0

+5V +5V +5V

Q1 Q0

(LSB)

Q1

Q’1

J1

CLK

K1

Q2

Q’2

J2

CLK

K2


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NÚMERO MOD

El contador de la figura anterior, tiene 8 estados diferentes (000 al 111)

por tanto se trata de un contador de rizos MOD-8, recordamos que el

número MOD es igual al numero de estados por los cuales pasa el

contador en cada ciclo completo antes que se recicle a su estado inicial.

El numero MOD lo podemos aumentar, simplemente aumentando el

numero de Flip-Flops al contador.

número MOD = 2n

donde n es el numero de Flip-Flops del contador.

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DIGITALCapítulo 6



DIVISIÓN DE FRECUENCIA

En la figura podemos ver que cada Flip-Flop da una forma de onda de

salida que es exactamente la mitad de la frecuencia de la onda de entrada

CLK. Supongamos que la frecuencia de los pulsos de la señal del reloj es

de 8 KHz, así podemos ver que en la salida del primer Flip-Flop es de 4

KHz, la del segundo Flip-Flop es de 2 KHz y él ultimo Flip-Flop 1 KHz.

FIGURA 6-2: División de una frecuencia original entre 2 para cada Flip-Flop.


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DIGITALCapítulo 6



CONTADORES ASÍNCRONOS DESCENDENTES

Es relativamente simple construir contadores asíncronos descendentes

(de rizo), los cuales contaran hacia abajo desde una cuenta máxima hasta

cero.

FIGURA 6-3: Cuenta descendente del contador asíncrono.

CUENTA Q2 Q1 Q0

(7) 1 1 1

(6) 1 1 0

(5) 1 0 1

(4) 1 0 0

(3) 0 1 1

(2) 0 1 0

(1) 0 0 1

(0) 0 0 0

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DIGITALCapítulo 6



CONTADORES ASÍNCRONOS DESCENDENTES

FIGURA 6-4: División de una frecuencia original entre 2 para cada Flip-Flop.

Q0

Q’0

J0

Q2

(MSB)

Pulsos de Reloj

CLK

Entrada

K0

+5V +5V +5V

Q1 Q0

(LSB)

Q1

Q’1

J1

CLK

K1

Q2

Q’2

J2

CLK

K2


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DIGITALCapítulo 6



RETARDO DE PROPAGACIÓN EN CONTADORES ASÍNCRONOS

Este tipo de contadores, tienen una desventaja importante ocasionada por

su principio básico de operación:

• Cada Flip-Flop se dispara mediante la transición en la salida del

Flip-Flops anterior.

• Debido al tiempo de retardo de propagación inherente (tpd) a cada

Flip-Flop, significa que el segundo Flip-Flop no responderá hasta un

tiempo tpd después de que el primer Flip-Flop reciba una transición

activa de reloj.

• El tercer Flip-Flops no responderá hasta un tiempo igual a 2 x tpd

después de esa transición de reloj, y así sucesivamente.

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DIGITALCapítulo 6



RETARDO DE PROPAGACIÓN EN CONTADORES ASÍNCRONOS

En la figura se muestran las formas de onda, con el retardo resultante por

cada Flip-Flop, para un contador asíncrono de tres bits.

FIGURA 6-5: Se muestra una situación en la que ocurre un pulso de entrada cada 1000 s (el

periodo de reloj T = 1000 s) y se supone que cada Flip-Flop tiene un retardo de propagación de 50

s (tpd = 50 s).

CLK

1

0

1

0

1

0

Q0

Q1

Q2

50 s 100 s 150 s

1000 s


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CONTADORES ASÍNCRONOS EN CIRCUITOS INTEGRADOS

Existen varios contadores asíncronos en circuitos integrados TTL y

CMOS. Uno de ellos es el 74LS293.

FIGURA 6-6: Diagrama lógico para el CI contador asíncrono 74LS293.

QD QC QB

JA

KA

QA

Q’A

QA

Salidas Asíncronas del Contador

(MSB) (LSB)

CLKA CLKB CLKC CLKD

JB

KB

QB

Q’B

JC

KC

QC

Q’C

JD

KD

QD

Q’D

MR1

MR2

CLKB

CLKA

Todas las entradas J, K se encuentran internamente conectadas a ALTO (5V).

Flip-Flop A Flip-Flop B Flip-Flop C Flip-Flop D

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Entre las principales características del 74LS293, tenemos:

• El 74LS293 tiene cuatro Flip-Flop JK con salidas QA, QB, QC y QD,

donde QA corresponde al LSB y QD al MSB.

• Cada Flip-Flop tiene una entrada CLK. Se puede tener acceso

externo de las entradas CLK de QA y QB, marcadas como CLKA y

CLKB, respectivamente. Estas entradas son activas en BAJO.


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Entre las principales características del 74LS293, tenemos:

• Cada Flip-Flop tiene una entrada asíncrona BORRAR (CLR). Éstas

se encuentran conectadas entre sí a la salida de una compuerta

NAND de dos entradas MR1 y MR2, donde MR significa

Reiniciación Maestra. Estas entradas son activas en BAJO.

• Las salidas QB, QC y QD ya están conectados como un contador de

rizo de tres bits. La salida QA no está conectado internamente a

nada. Esto permite que el usuario opte por conecta el Flip-Flop A

con el Flip-Flop B para formar un contador de cuatro bits, o usarlo

en forma independiente, si así lo desea.

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FIGURA 6-7: Símbolo lógico y diagrama de pines del 74LS293.

CLKA

CLKB

74LS293

(MSB)

Salidas

QA QB QC QD MR2 MR1

Entradas de Reloj

Reiniciación

Maestra

(LSB)

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9 8

74LS293

NC NC NC QC QB NC GND

Vcc MR2 MR1 CLKB CLKA QA QD

CLKB MR1 CLKA QA MR2

QD

QB QC

Salidas

Salidas

Reloj Reset

a) Símbolo lógico del 74LS293. b) Diagrama de pines del 74LS293.


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Contadores síncronos (Paralelos)6.2

Los contadores síncronos o paralelos, se diferencian de los contadores

asíncronos en el que todos los Flip Flops se disparan en forma simultanea

(en paralelo) por medio de los pulsos de reloj.

FIGURA 6-8: Contador síncrono de 4 bits.

QA

Q’A

JA

KA

5V

QA

QB

Q’B

JB

KB

QB

QC

Q’C

JC

KC

QC

QD

Q’D

JD

KD

CLK

QD

Salidas Síncronas del Contador

(LSB) (MSB)

Pulsos

de Reloj

CLK CLK CLK

QA

QB

QBQA

QBQA

QC

QCQBQA

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Ya que los pulsos de entrada se aplican a todos los Flip-Flops debe

utilizase algún medio para controlar cuando un Flip-Flops se dispare o

permanezca inalterado por un pulso de reloj:

• Las entradas CLK de todos lo Flip-Flops están conectadas entre sí

de modo que la señal de entrada de reloj se aplica

simultáneamente en todos lo Flip-Flops.

• Solo el Flip-Flop A, que es el LSB, tiene entradas J y K que están

permanentemente en el nivel ALTO. Las entradas J y K de los

demás Flip-Flops son excitadas por alguna combinación de las

salidas de los propios Flip-Flops.

• El contador síncrono requiere de más circuitería que un contador

asíncrono.


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Existen muchos contadores síncronos en CI (circuitos integrados).

Algunos de los más comunes son los siguientes:

• El 74LS160 y 74LS162; contadores síncronos de décadas.

• El 74LS161 y 74LS163; contadores síncronos binarios de 4 bits.

FIGURA 6-9: Diagrama de pines de los contadores síncronos de décadas y binarios.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

Vcc

8

16 15

GND

Entrada de Datos

A B CLK

B EP D

QC

LOAD

ET

D EP

QB QC ET L

Reloj

C

QD

C

QD

Salidas

Borrar

CO

Acarreo

CLK A

CLEAR

QA QB CO

CLR

QA

Hab.

Hab. Carga

74LS160, 74LS161,

74LS162 y 74LS163

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CONTADORES SÍNCRONOS ASCENDENTES/DESCENDENTES

Los contadores síncronos ascendentes/descendentes, utilizan dos

entradas de control denominadas CONTEO ASCENDENTE y CONTEO

DESCENDENTE activas en ALTO (en algunos CI esta entrada es única; 1

para contar en forma ascendente y 0 para contar en forma descendente):

• Cuando se aplica los pulsos de reloj en la entrada de control

CONTEO ASCENDENTE, de un contador binario de 4 bits, el

contador contará desde 0000 hasta 1111.

• En el otro caso, cuando se aplica los pulsos de reloj en la entrada

de control CONTEO DESCENDENTE, el contador contará desde

1111 hasta 0000.


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Existen varios CIs contadores síncronos ascendentes/descendentes;

entre estos tenemos los CI 74LS190, 74LS191, 74LS192 y 74LS193.

• El CI 74LS190 es un contador síncrono de décadas con una

entrada de control ascendente/ descendente.

• El CI 74LS191 es un contador síncrono binario de 4 bits con una

entrada de control ascendente/ descendente.

• El CI 74LS192 es un contador síncrono de décadas con dos

entradas de control, una para el conteo ascendente y la otra para el

conteo descendente.

• El CI 74LS193 es un contador síncrono binario de 4 bits con dos

entradas de control, una para el conteo ascendente y la otra para el

conteo descendente.

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DIGITALCapítulo 6




FIGURA 6-10: Diagrama de pines de los contadores síncronos ascendente/descendentes.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

(a) Contadores Síncronos Ascendentes/Descendentes con una única Entrad a de Control de conteo (pin 5).

QB DOWN/UP

QC

CLK LOAD C

QB G QA

LOAD

QC

1 2 3 4 5 6 8

16 13 12 11 10 9 15

GND

Vcc

7

14

8

16 15

MAX/MIN A

RIPPLE CLK D

QD B QA G

QD

C CLK RIPPLECLK

A

74LS190 y 74LS191 74LS192 y 74LS193

(b) Contadores Síncronos Ascendentes/Descendentes con Entradas de Control por separado (p in 4 y 5).

GND

Vcc

D

DN/UP

MAX/MIN

B

Salidas Entradas Entradas

Entradas Entrada Salidas Salidas

QB QA

LOAD

QC QD

C A

D B

CLR Bent Csal

COUNT UP

COUNT DOWN

QB Count UP

QC

CLR LOAD C A D

QD B QA

Entradas Entradas


Count DOWN

Bent Csal

Salidas

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

(a) Contadores Síncronos Ascendentes/Descendentes con una única Entrad a de Control de conteo (pin 5).

QB DOWN/UP

QC

CLK LOAD C

QB G QA

LOAD

QC

1 2 3 4 5 6 8

16 13 12 11 10 9 15

GND

Vcc

7

14

8

16 15

MAX/MIN A

RIPPLE CLK D

QD B QA G

QD

C CLK RIPPLECLK

A

74LS190 y 74LS191 74LS192 y 74LS193

(b) Contadores Síncronos Ascendentes/Descendentes con Entradas de Control por separado (p in 4 y 5).

GND

Vcc

D

DN/UP

MAX/MIN

B

Salidas Entradas Entradas


QB QA

LOAD

QC QD

C A

D B

CLR Bent Csal

COUNT UP

COUNT DOWN

QB Count UP

QC

CLR LOAD C A D

QD B QA

Entradas Entradas


Count DOWN

Bent Csal

Salidas


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DIGITALCapítulo 6



CONTADORES SÍNCRONOS PREESTABLECIBLES

Muchos contadores síncronos (paralelos) que están disponibles en CI,

están diseñados para ser preestablecibles; en otras palabras, se pueden

prefijar en cualquier valor inicial de conteo.

Existen dos forma de preestablecer al contador:

• Forma asíncrona (independiente de la señal de reloj).

• Forma síncrona (durante la transición activa de la señal de reloj).

Esta operación de preestablecido también se conoce como carga del

contador.

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DIGITALCapítulo 6



CONTADORES SÍNCRONOS PREESTABLECIBLES

Preestablecimiento Asíncrono: El preestablecimiento asíncrono se

emplea en varios contadores en CI, tales como los 74LS190, 74LS191,

74LS192 y 74LS193.

Preestablecimiento Síncrono: Muchos contadores síncronos paralelos

de CI emplean el preestablecimiento síncrono con la que el contador es

preestablecido durante la misma transición activa de la señal de reloj que

se emplea para el conteo. Los CIs que incluyen preiniciación síncrona son

los 74LS160, 74LS161, 74LS162 y 74LS163.


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DIGITALCapítulo 6



En el procesamiento digital de datos se necesita con frecuencia retener

los datos en ciertas ubicaciones intermedias del almacenamiento

temporal, con el objeto de realizar algunas manipulaciones especificas,

después de las cuales los datos modificados se pueden enviar a otra

localización similar.

Los dispositivos digitales donde se tiene este almacenamiento temporal

se conocen como registros de corrimiento o registros de

desplazamiento. Dado que la memoria y el desplazamiento de

información son sus características básicas, los registros son circuitos

secuenciales constituidos por Flip-Flops, donde cada uno de ellos maneja

un bit de la palabra binaria.

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DIGITALCapítulo 6



TIPOS DE REGISTROS

Por lo general se da el calificativo de registro a un conjunto de 8 o más

Flip-Flops. Muchos registros usan Flip-Flops tipo D aunque también es

común el uso de Flip-Flops JK. Son muy populares los de 8 bits, ya que

en los computadores con frecuencia manipulan bytes de información.

Entre los tipos de registros tenemos:

• Entrada en paralelo – salida en paralelo.

• Entrada serial – salida serial.

• Entrada en paralelo – salida serial.

• Entrada serial – salida en paralelo.

• Corrimiento bidireccional.


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DIGITALCapítulo 6



TIPOS DE REGISTROS

FIGURA 6-11: Diagrama de bloques de los tipos de registros.

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Entrada

Serial

Salida

Serial

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Entrada Paralela

Salida Paralela

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Salida Serial

Entrada Paralela

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Salida Paralela

Entrada

Serial

a) Registro de entrada serial - salida serial

b) Registro de entrada paralela - salida paralela

c) Registro de entrada paralela - salida serial

d) Registro de entrada serial - salida paralela

e) Registro de desplazamiento bidireccional

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

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DIGITALCapítulo 6


Entrada paralela – salida paralela6.4

Para este tipo de registro, la data aparece en las salidas paralelas,

simultáneamente con la entrada. A continuación se muestra un registro de

entrada paralela - salida paralela de 4 bits con Flip-Flops tipo D.

FIGURA 6-12: Registro de 4 Bits de Entrada Paralela - Salida Paralela.


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Las entradas paralelas se indican como D (D3, D2, D1, D0) y las salidas

paralelas como Q (Q3, Q2, Q1, Q0). Luego de que se aplica el pulso de

reloj, toda la data aplicada en las entradas D, aparece simultáneamente

en la correspondiente salida Q.

Los circuitos integrados que contienen registros de entrada paralela/salida

paralela son los siguiente:

• El 74LS174, registro de entrada paralela/salida paralela de 6 Bits.



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ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



FIGURA 6-13: CIs con Registros de Entrada Paralela/Salida Paralela.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10

11

(a) CI 74LS174 Registro de entrada Paralela/Salida Paralela de 6 Bits con CLEAR.

1Q

1 2 3 4 5 6 8

16 13 12 11 10 9 15

GND

Vcc

7

14

8

16 15

CLK

1D

GND

Vcc

(b) CI 74LS175 Registro de entrada Paralela/Salida Paralela de 4 Bits con CLEAR y Salidas Negadas.

2D 2Q 3Q 3D

6Q 6D 5D 5Q 4Q 4D

CLR 1Q

CLK

1Q’ 1D 2D 2Q’ 2Q CLR

4Q 4Q’ 4D 3D 3Q’ 3Q

1 2 3 4 5 6 7

1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D G

8 9 10

4D 4Q

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q

9

CLK

(c) CI 74LS374 Registro de entrada Paralela/Salida Paralela de 8 Bits con HABILITACIÓN y Salidas de Tres Estados.

6Q 6D

CLK

4D 4Q

CLK

5D 5Q

CLK

CLK CLK CLK

1Q 1D 3D 3Q 2D 2Q

4Q 4Q’

CLK 4D

CLK

3Q’

3D

3Q

CLK 1D

1Q 1Q’ 2Q’ 2Q

CLK 2D

CLK

8Q 8D

CLK

6Q 6D

CLK

5D 5Q

CLK

7D 7Q

CLK CLK CLK CLK

1Q 1D 3Q 3D 4D 4Q 2D 2Q

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10

11


1Q

1 2 3 4 5 6 8

16 13 12 11 10 9 15

GND

Vcc

7

14

8

16 15

CLK

1D

GND

Vcc


2D 2Q 3Q 3D

6Q 6D 5D 5Q 4Q 4D

CLR 1Q

CLK


4Q 4Q’ 4D 3D 3Q’ 3Q

1 2 3 4 5 6 7

1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D G

8 9 10

4D 4Q

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q

9

CLK


6Q 6D

CLK

4D 4Q

CLK

5D 5Q

CLK

CLK CLK CLK

1Q 1D 3D 3Q 2D 2Q

4Q 4Q’

CLK 4D

CLK

3Q’

3D

3Q

CLK 1D

1Q 1Q’ 2Q’ 2Q

CLK 2D

CLK

8Q 8D

CLK

6Q 6D

CLK

5D 5Q

CLK

7D 7Q

CLK CLK CLK CLK

1Q 1D 3Q 3D 4D 4Q 2D 2Q

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10

11


1Q

1 2 3 4 5 6 8

16 13 12 11 10 9 15

GND

Vcc

7

14

8

16 15

CLK

1D

GND

Vcc


2D 2Q 3Q 3D

6Q 6D 5D 5Q 4Q 4D

CLR 1Q

CLK


4Q 4Q’ 4D 3D 3Q’ 3Q

1 2 3 4 5 6 7

1Q 1D 2D 2Q 3Q 3D G

8 9 10

4D 4Q

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

8Q 8D 7D 7Q 6Q 6D 5D 5Q

9

CLK


6Q 6D

CLK

4D 4Q

CLK

5D 5Q

CLK

CLK CLK CLK

1Q 1D 3D 3Q 2D 2Q

4Q 4Q’

CLK 4D

CLK

3Q’

3D

3Q

CLK 1D

1Q 1Q’ 2Q’ 2Q

CLK 2D

CLK

8Q 8D

CLK

6Q 6D

CLK

5D 5Q

CLK

7D 7Q

CLK CLK CLK CLK

1Q 1D 3Q 3D 4D 4Q 2D 2Q


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6


Entrada serial – salida serial6.5

Puede construirse un registro de desplazamiento de cuatro bits utilizando

cuatro Flip-Flops tipo D como se muestra a continuación.

FIGURA 6-14: Registro de 4 Bits de Entrada Serial - Salida Serial.

16


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



La operación del circuito es la siguiente:

• Primero se limpia el registro, forzando las cuatro salidas a cero.

• Luego se aplica la data de entrada secuencialmente en la entrada

D del primer Flip-Flops a la izquierda (FF3).

• En cada pulso de reloj, se transmite un bit de izquierda a derecha.

• Si asumimos un dato que sea por ejemplo 1001.

• El bit menos significativo del dato debe ser desplazado a través del

registro desde FF3 hasta el FF0.


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



Para obtener la data desde el registro esta debe ser extraída en forma

serial. Puede hacerse de dos formas:

• De manera destructiva, en la que la data original se pierde al final

del ciclo de lectura, y todos los Flip-Flops que componen el registro

son puestos en cero.

• De manera no destructiva, en la que se evita la perdida del dato.

Para esto se realiza un arreglo de compuertas como se muestra,

de manera que la data que vaya saliendo vuela a entrar al registro.

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ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



La data se carga al registro cuando la señal de control R/W

(READ/WRITE) está en ALTO (ESCRIBIR). La data se desplaza hacia

afuera cuando la señal de control R/W está en BAJO (LEER).

FIGURA 6-15: Diagrama lógico del proceso de lectura no destructivo.


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



Este tipo de registro también lo tenemos como un circuito integrado y se

conoce como el 74LS165, registro de 8 bits. Cabe resaltar que este CI en

realidad tiene los dos tipos de entrada (paralela y serial).

FIGURA 6-16: 74LS165 Registro de 8 Bits de Entrada Paralela/Serial - Salida Serial.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

Vcc

8

16 15

GND E F CLK

F QH’ H

B

QH

DS

H QH’

C B DS QH

Reloj

G

A

G

A

Entradas Paralelas

Carga

CO

CLK Inh.

CLK E

LOAD

D C CLOCK

INHIBIT

PL

D

Salida

Ent. Salida

74LS165

Entradas Paralelas

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ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6


Entrada paralela – salida serial6.6

A continuación se muestra un registro de desplazamiento con entrada

paralela y salida serial. El circuito utiliza Flip-Flops tipo D y un arreglo de

compuertas NAND para la entrada de datos al registro (escritura).

FIGURA 6-17: Registro de 4 Bits de Entrada Paralela/Salida Serial.


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



La operación del circuito es la siguiente:

• D3, D2, D1 y D0 son las entradas en paralelo, donde D3 es el bit

mas significativo y D0 el menos significativo.

• Para escribir los datos, la línea de control WRITE/SHIFT se coloca

en BAJO (0 voltios) y la data se introduce con un pulso de reloj.

• La data se desplaza cuando la línea de control se coloca en ALTO

(5 voltios).

• El registro realiza un desplazamiento hacia la derecha cuando se

aplica el pulso de reloj.

19


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



El 74LS165, es un registro de 8 bits de entrada paralela - salida serial.

Cabe resaltar que este tipo de registro también cuenta con una entrada

serial. Para poder realizar la carga paralela de los datos al registro, se

necesita una entrada de control a la cual se la etiqueta como PL

(WRITE/SHIFT).

FIGURA 6-18: 74LS165 Registro de 8 Bits de Entrada Paralela/Serial - Salida Serial.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

Vcc

8

16 15

GND E F CLK

F QH’ H

B

QH

DS

H QH’

C B DS QH

Reloj

G

A

G

A

Entradas Paralelas

Carga

CO

CLK Inh.

CLK E

LOAD

D C CLOCK

INHIBIT

PL

D

Salida

Ent. Salida

74LS165

Entradas Paralelas


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6


Entrada serial – salida paralela6.7

Para este tipo de registro la data se introduce en forma serial. Una vez

almacenada, cada bit aparece en su salida correspondiente, y todos los

bits están disponibles simultáneamente. A continuación se muestra un

registro de desplazamiento de 4 bits con esta configuración.

FIGURA 6-19: Registro de 4 Bits de Entrada Serial - Salida Paralelo.

20


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6


Entrada serial – salida paralela6.7

El 74LS164, es un registro de corrimiento de 8 bits. Cabe resaltar que

este tipo de registro cuenta con dos entradas seriales, etiquetadas con las

letras A y B, una entrada de para borrar el contenido del registros

etiquetada como CLR y la entrada de reloj CLK.

FIGURA 6-20: 74LS164 Registro de 8 Bits de Entrada Serial - Salida Paralela.

1 2 3 4 5 6 7

12 11 10 9 8

Vcc

14 13

GND QA B

CLEAR

CLR

Salidas Paralelas

Entradas

CLK

QA

A

Entradas

74LS164

Salidas Paralelas

A

B QB QC QD

QH QG QF QE

QB QC QD

QH QG QF QE CLk


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



Los registros discutidos hasta ahora realizaban desplazamiento hacia la

derecha. (Cada vez que se desplaza un bit hacia la derecha implica una

división entre dos del numero binario).

División 2

FIGURA 6-21: Corrimiento hacia la derecha. División entre 2.

Desplazamiento a la derecha

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Entrada Serial

Salida Serial

21


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



Si la operación se invierte, (desplazamiento hacia la izquierda). El efecto

es que a cada desplazamiento de un bit hacia la izquierda se realiza una

multiplicación por dos del numero binario.

Multiplicación x 2

FIGURA 6-22: Corrimiento hacia la izquierda. Multiplicación por 2.

Con un arreglo adecuado de compuertas NAND se pueden realizar

ambas operaciones. A este tipo de registro se le denomina registro de

corrimiento bidireccional.

Desplazamiento a la izquierda

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

Salida Serial

Entrada Serial


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DIGITALCapítulo 6



El arreglo de compuertas NAND selecciona la entrada de dados del Flip-

Flop adyacente bien sea a la derecha o a la izquierda, dependiendo de la

línea de control LEFT/RIGHT.

FIGURA 6-23: Registro de Corrimiento Bidireccional de 4 Bits.

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ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6



El 74LS194, es un registro de corrimiento bidireccional de 4 bits. Este

registro cuenta con dos entradas seriales, una para el corrimiento hacia la

derecha, etiquetada como R, la otra para el corrimiento hacia la izquierda,

etiquetada como L. Cuenta también con una entrada de para borrar el

contenido del registros, etiquetada como CLR, y la entrada de reloj CLK.

FIGURA 6-24: 74LS194 Registro de Corrimiento Bidireccional de 4 Bits.

1 2 3 4 5 6 7

14 13 12 11 10 9

Vcc

8

16 15

GND A B

B L D

S0

S1

D L

S1 S0

C

CLOCK

C

CLK

Entradas Paralelas

Borrar

A

CLEAR

CLR

Ent.

Entradas

74LS194

Entradas Paralelas

R

QA QB QC QD

R

QA QB QC QD

Ent.


ELECTRÓNICA

DIGITALCapítulo 6


Registro buffer6.9

Existen circuitos integrados con compuestas buffer arregladas de tal

manera que permiten la transmisión de datos ya sea en un sentido o en

ambos sentidos, mediante una respectiva entrada de control.

APLICACIONES:

Un buffer triestado se utiliza para conectar varias cosas a un mismo bus.

Ejemplo: 3 dispositivos conectados a un bus, no pueden estar

transmitiendo los tres a la vez. Mientras uno utiliza el bus transmitiendo

los datos (1’s y 0’s, dos estados) los otros dos deben estar en alta

impedancia (3er estado).

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Registro buffer6.9

Uno de los circuitos integrados que contienen bus buffer es el siguiente:

FIGURA 6-25: El 74LS244, buffer octal con dos entradas de habilitación, una para cada cuatro

buffers.

11

2A

GND

1 2 3 4 5 6 7

1A 2YD 1B 2YC 1C 2YB 1G

8 9 10

1D 2YA

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

2G 1YA 2D 1YB 2C 1YC 2B 1YD

(a) CI 74LS244 Bus Buffer de 8 Bits con dos entradas de HABILITACIÓN, una para cada 4 Buffers.

11

8B

GND

1 2 3 4 5 6 7

1A 2A 3A 4A 5A 6A DIR

8 9 10

7A 8A

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

G 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B

(b) CI 74LS245 Bus Buffer Bidireccional de 8 Bits con una entrada de HABILITACIÓN y una entrada de DIRECCIÓN.


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Registro buffer6.9

Otro de los circuitos integrados que contienen bus buffer es el siguiente:

FIGURA 6-26: El 74LS245, buffer octal bidireccional con una entrada de habilitación y una entrada

de control de dirección, ya sea de A hacia B o de B hacia A.

11

2A

GND

1 2 3 4 5 6 7

1A 2YD 1B 2YC 1C 2YB 1G

8 9 10

1D 2YA

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

2G 1YA 2D 1YB 2C 1YC 2B 1YD

(a) CI 74LS244 Bus Buffer de 8 Bits con dos entradas de HABILITACIÓN, una para cada 4 Buffers.

11

8B

GND

1 2 3 4 5 6 7

1A 2A 3A 4A 5A 6A DIR

8 9 10

7A 8A

18 17 16 15 14 13 20 19

Vcc

12

G 1B 2B 3B 4B 5B 6B 7B

(b) CI 74LS245 Bus Buffer Bidireccional de 8 Bits con una entrada de HABILITACIÓN y una entrada de DIRECCIÓN.

24


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Registro buffer6.9

Modo de operación del 74LS244:

FIGURA 6-27: El 74LS245, buffer octal bidireccional con una entrada de habilitación y una entrada

de control de dirección, ya sea de A hacia B o de B hacia A.

ENTRADA SALIDA ENTRADA SALIDA

G1 1A 1Y G2 2A 2Y

0 0 0 0 0 0

0 1 1 0 1 1

1 X Z 1 X Z

(a) Diagrama del 74LS244. (b) Tabla de operación del 74LS244.

0: Nivel lógico BAJO

1: Nivel lógico ALTO

X: Valor lógico INDIFERENTE

Z: Alta impedancia, CIRCUITO ABIERTO


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GRACIAS

Ing. Bady Elder Cruz Díaz

[email protected]

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