Nov 192017

 

Los biestables son los componentes que utilizaremos en los circuitos secuenciales, aquellos en los que su estado lógico depende de sus variables en el tiempo, llamando a como quedan estado. El estado no sólo queda determinado por las entradas, sino también por las entradas anteriores, llamándose éstas, estado interno, estado anterior o memoria.

El biestable es también llamado bascula o flip-flop en el idioma inglés. Podemos dividirlos en asíncronos y síncronos. Un biestable por si solo tiene la capacidad de almacenar un bit de información.

En los siguientes esquemas vamos a ir viendo como están montados los biestables RS, JK, T Y D con puertas NAND y NOR de la familia TTL. En el protoboard sera muy fácil montarlos al estar indicado el modelo y numeración de los pins de la puerta lógica. En los circuitos integrados usados la alimentación vendra por los pines 7 GND y 14 +5V.

Biestable RS

Biestable SR con NOR

Biestable SR con NOR

En las imagenes se ve el símbolo del biestable RS o Latch RS tal como aparece en los esquemas de electrónica digital.

Admite dos maneras de montarlo, con puertas NOR y con puertas NAND, según como este veremos que las entradas están negadas en el circuito con NAND y la  tabla de la verdad nos cambia.

Es interesante hacer un seguimiento de su funcionamiento interno dándole valores a las entradas de los circuitos siguientes ya que entender bien su funcionamiento nos facilitara proseguir con otros mas complejos.

Biestable SR con NAND

Biestable SR con NAND

Podemos encontrar dos variantes, asíncronos y síncronos.

Están construidos con dos puertas NAND o NOR  de 2 entradas y su funcionamiento se basa en una realimentación de la salida de cada puerta a la entrada de su puerta complementaria.

La velocidad de este circuito viene determinada por el tiempo de propagación de las puertas usadas, del orden de unos pocos nS.

 

El significado de cada pin:

  • S  Set en inglés o puesta a “1” ó nivel alto.
  • R  Reset en inglés o puesta a “0” ó nivel bajo.
  • Q  Salida.
  • Q  Salida negada.

Biestable RS  asíncrono

Este es sin duda el biestable mas sencillo de montar solo con puertas lógicas. El montaje del biestable SR se monta con puertas NOR para ello utilizamos el circuito integrado 7402.

Biestable SR asíncrono con puertas NOR

Biestable SR asíncrono con puertas NOR

Aunque comercialmente apenas se usan, existen 3 circuitos integrados de la familia TTL que tienen en su interior biestables RS ya completos, como el 74279 (4 biestables RS), 74118 y 74119 (6 biestables RS).

Tabla de la verdad del biestable RS con puertas NOR
INPUTOUTPUT
SRQ
LLNO CAMBIA
LHL
HLH
HHESTADO INVALIDO

 

Este circuito también podemos transformarlo utilizando puertas NAND, para ello se utiliza un circuito integrado 7400 de la familia TTL que contiene 4 puertas NAND de 2 entradas. Hay que estar atento a la tabla de la verdad ya que tiene variaciones respecto al anterior.

Biestable SR asíncrono con puertas NAND

Biestable SR asíncrono con puertas NAND

 

Tabla de la verdad del biestable RS con puertas NAND
INPUTOUTPUT
SRQ
LLESTADO INVALIDO
LHH
HLL
HHSIN CAMBIO

 

En las tablas de la verdad nos encontramos con un estado que se denomina ESTADO INVALIDO, el biestable en esta situación no tiene una salida permanente para Q y Q. Para solucionar este problema tenemos que recurrir a otros modelos de biestable.

Biestable RS  síncrono

Biestable síncrono activado por nivel

Biestable síncrono activado por nivel

En los biestables síncronos existe una tercera entrada denominada CLK o también C que tiene como misión validar las entradas permitiendo que las señales S y R lleguen al biestable, a esta entrada se le conecta a una señal de reloj o de sincronismo.

Esta señal es activa por nivel alto, esto quiere decir que mientras este a nivel alto podemos cambiar el estado del biestable mediante las otras entradas S y R.

En las siguientes imágenes se puede ver como estarán dibujadas las diferentes señales que nos podemos encontrar.

Modos de activación de un biestable

Modos de activación de un biestable

 

Biestable SR síncrono

Biestable SR síncrono

 

Tabla de la verdad del biestable RS con puertas NAND síncrono
INPUTOUTPUT
CLKSRQ
LXXSIN CAMBIO
HLLESTADO INVALIDO
HLHH
HHLL
HHHSIN CAMBIO

 

Biestable D

El biestable tipo D se construye añadiendo un inversor a un biestable S-R sincrono. Según como activemos existen dos tipos:

  • Activo por nivel (alto o bajo), también denominado registro o cerrojo (latch en inglés).
  • Activo por flanco (de subida o de bajada).

Se conocen por el nombre de biestables de datos o seguidores. Tienen una única entrada D, que es copiada en el interior del biestable en los instantes de sincronismo.

 

Biestable-D con puertas NAND

Biestable D con puertas NAND

 

Biestable D con puertas NOR

Biestable D con puertas NOR

 

Tabla de la verdad del biestable D
INPUTOUTPUT
CLKDQ
LLNO CAMBIA
LHNO CAMBIA
HLL
HHH

 

Algunos de los modelos que podemos encontrar dentro de la familia TTL:

  • 4 Biestables. 7475, 7477, 74173, 74175, 74375, 74379.
  • 6 Biestables. 74174, 74378.
  • 8 Biestables 74100, 74116, 74273, 74373, 74374, 74377, 74363, 74364.

 

Biestable JK

Biestable JK

Biestable JK

Este biestable es de los mas usados su funcionamiento es idéntico al del biestable SR, la diferencia está en que el biestable J-K no tiene estados no validos como ocurre en el SR.
Las funciones de las entradas:
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 no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado. A diferencia del biestable RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquirirá el estado contrario al que tenía.
Vemos también que en el biestable existen dos entradas adicionales, PR (preset o puesta a uno) y CLR (clear o puesta a cero), con ellas podemos modificar el estado del biestable de manera asíncrona.

Tabla de la verdad del biestable JK
INPUTOUTPUT
CLKJKQQ
XXXLH
nivelpositivoLLESTADO ANTERIORESTADO ANTERIOR
nivelpositivoHLHL
nivelpositivoLHLH
nivelpositivoHHCAMBIA ESTADOCAMBIA ESTADO

Algunos circuitos integrados de la familia TTL que incluyen biestables JK son:
7472, 7473, 7476, 7478, 74103, 74106, 74107, 74108, 74109, 74112, 74114 y 74276.

Biestable T

Biestable T

Biestable T

En la imagen vemos el símbolo normalizado del biestable T (Toggle) activo por flanco de subida,  este tipo es utilizado en contadores. Una señal repetitiva en la entrada de reloj CLK hace que el biestable cambie de estado por cada transición alto-bajo si su entrada T está a nivel 1. La salida de un biestable puede conectarse a la entrada de reloj de la siguiente y así sucesivamente. La salida final del conjunto considerado como una cadena de salidas de todos los biestables es el conteo en código binario del número de ciclos en la primera entrada de reloj hasta un máximo de 2n-1, donde n es el número de biestables usados.

Una cadena de biestables T como la descrita anteriormente también sirve para la división de la frecuencia de entrada entre 2n, donde n es el número de biestables entre la entrada y la última salida.

Tabla de la verdad del biestable T
INPUTOUTPUT
CLKTQ
LLL
LHH
HLL
HHESTADO ANTERIOR

 

Un modelo de biestable T lo podemos encontrar integrado en el contador 74393.



Oct 222017

 
Circuito TTL 74279

Circuito TTL 74279


El circuito integrado 74279 o subfamilia (74LS279, 74F279, 74S279, 74HCT279,..) consta de cuatro Flip-Flops RS o también llamados Registros Biestables (Latches).

Este circuito ya pertenece a la familia de la lógica secuencial, su salida no solo depende de una función lógica, sino que el tiempo y los estados en que se encuentre determinaran la salida obtenida. Con el podemos almacenar un bit, la unidad mínima de memoria.

En este circuito solo tenemos en el exterior de su encapsulado la salida Q de los flip-flops RS, internamente tiene dos salidas Q y Q, las cuales siempre se encuentran en estados opuestos. Si Q =1 entonces = 0 y se dice que el flip-flop está puesto a uno o nivel alto (set). Si Q = 0 entonces =1 y se dice que el flip-flop está reinicializado (reset), inactivo o borrado .

Existen varios tipos de flip-flops, y las entradas de control cambian con cada tipo. Los niveles lógicos en las entradas de los flip-flops determinan el estado de las salidas de acuerdo con la tabla de verdad del flip-flop. Ademas en este modelo dos de sus flip-flops tienen una entrada adicional en una de sus puertas NAND que nos puede servir para habilitar o deshabilitar el flip-flop.

En este caso la entrada S seria la que va a la puerta NAND que tiene la salida al exterior Q, y la R la interna.

Tabla de la verdad del 74279
INPUTOUTPUT
SRQ
LLESTADO INDETERMINADO
LHH
HLL
HHESTADO ANTERIOR

 



Oct 142017

 

Siempre va bien tener información adicional de componentes, montajes y formulación. Hay dos Aplicaciones para móviles que destacan bastante y pueden sernos de mucha ayuda Electrodroid y Droid Circuit Calc Free.

ElectroDroid

Se compone de una selección amplia de herramientas electrónicas y documentación técnica.

La aplicación es gratuita y dispone de una versión de pago en la que se dispone de nuevas características y esta libre de publicidad.

App ElectroDroid

App ElectroDroid

Todo el contenido que podemos encontrar:

• Decodificador para código de color de Resistencias (3-6 bandas);
• Código de resistencias SMD;
• Decodificador para código de color de Inductores;
• Calculadora de la Ley de Ohm;
• Calculadora de reactancia;
• Divisor de voltaje;
• Ratio de resistencias, valor/serie/paralelo;
• Cálculo de carga para condensadores;
• Amplificador operacional;
• Calculadora de resistencias para LED;
• Calculadora LM317;
• Disipación de Calor;
• Calculadora de Vida de Baterías;
• Herramienta de diseño de Inductores;
• Calculadora de caída de tensión;
• Calculadora de ancho de trazos de PCB;
• Calculadora simple de Filtros;
• Calculadora del NE555;
• Calculadora de Potencia;
• Convertidor de Decibeles;
• Convertidor de Frecuencia;
• Convertidor Analógico-Digital;
• Transformación Y-Δ (estrella-triángulo);
• Pin-out de puertos (USB, Serie, Paralelo, Ethernet, RJ, SCART, DVI, HDMI, S-Video, VGA, VESA, Display Port, FireWire, Jack, RCA, XLR/DMX, ATX, Molex PC, EIDE, SATA, PS/2-AT, MIDI/Joystick, conector 30 pines de Apple, PDMI, OBD-II, código de color para cable telefónico de 25 pares, código de colores para cables de fibra optica, Tarjeta SD, Raspberry PI, LCD, GPIB/IEEE-488; conector ISO para estereos de automoviles; Arduino);
• Documentación: Tabla de Resistividad, Tabla de Condensadores y Resistencias Estándar; Códigos de Condensadores; tablas de tamaño de cables AWG y SWG; Tabla de Ampacidad (capacidad de conducción de corriente); Símbolos y Abreviaturas; Símbolos de Circuitos Esquemáticos; Prefijos de Unidades del SI; información de baterías; Lógica Booleana y teoremas algebráicos; Pin-out e información de la serie 7400; Código ASCII; Lista de baterías; Circuitos Integrados 78xx, Pin-outs de integrados de ChipDB; Información de Llaves (Switches); Tabla de Decibeles; PIC ICSP y AVR ISP; Tamaños de SMD y Frecuencias de Radio;
• Soporte completo para resistencias serie EIA para todas las calculadoras;

La aplicación cuenta con soporte para complementos para expandir la funcionalidad (por ejemplo: base de datos de microcontroladores PIC y AVR, simuladores, busqueda de partes, etc).

Droid Circuit Calc Free

Esta segunda aplicación  tiene circuitos electrónicos, calculadoras de electrónica, información de componentes, patillas, los recursos, los datos de los cables. Esto ayuda y hace que sea mucho más fácil hacer los cálculos para sus circuitos y diseños.

La versión gratuita ofrece calculadoras electrónicas de circuitos, componentes electrónicos, guía de recursos electrónicos, enorme colección de circuitos electrónicos para aficionados, símbolos electrónicos y circuitos integrados con sus pines.

App Droid Circuit Calc

App Droid Circuit Calc

 

La App dispone de numerosas calculadoras de circuitos electrónicos como:

* Calculadora Ley de Ohm
* Calculadora de resistencia de divisor de voltaje
* Calculadora de resistencias en paralelo
* Calculadora de resistencia de LED
* Filtro RC calculadora
* Calculadora LC filtro (Pro)
* Calculadora filtro activo Op Amp (Pro)
* Calculadora de Resonancia
* Calculadora de frecuencia y longitud de onda
* Las calculadoras de RF (microstrip, cable coaxial, pi atenuador, calculadoras t atenuador)
* 555 astable temporizador y multivibrador monoestable calculadora
* El amplificador operacional inversor y la calculadora no amplificador inversor
* Calculadora de inductancias (Pro)
* LM317 constante calculadora actual
* Calculadora regulador de voltaje LM317
* Diodo Zener calculadora resistencia en serie (Pro)
* PCB Calculadora de Ancho de seguimiento
* Tiempo de carga de la batería de la calculadora (Pro)
* Trigo Calculadora Puente Piedra
* Calculadora Transformación Delta-Y
* Calculadora ADC
* Calculadora de motor paso a paso
* Wire Calculadora inducción del sensor
* Calculadora de bobinas

En los componentes electrónicos de la sección se puede ver ahora:

* Los códigos de valor de la resistencia SMD calculadora
* Resistencia de los códigos de color calculadora
* Calculadora del código de los valores del condensador (Pro)
* Guía de paquetes de resistencias SMD y condensadores
* Mesa de valor de resistencia estándar 2% y 5%
* Estándar 1% tabla de valores de resistencia (Pro)
* IC paquetes de guía (circuitos integrados DIP, POR LO circuitos integrados, circuitos integrados PLCC, etc.)
* LM78xx y LM79xx reguladores de tensión
* LM317 y LM337  reguladores de tensión

En la sección de recursos tenemos:

* Lista de códigos ASCII
* Lista de frecuencias de radio
* Tabla de calibres AWG para la resistencia y la corriente
* Patillas de salida de la tarjeta Micro SD (Pro)
* Diversos puertos de PC patillas de salida (como el puerto serie, puerto paralelo, joystick o puerto de juegos (Pro), puerto USB, puerto VGA (Pro), mini VGA (Pro), puerto de ratón PS2, puerto de red (Pro), mini USB, S vídeo, euroconector puerto, puerto HDMI (Pro), Firewire (IEEE 1394), GPIB Puerto (Pro), Sata, DVI (digital video Interface) Port, extendido IDE puerto (Pro) y Apple de 30 pines del muelle del puerto (Pro))
* Microchip PIC microcontroladores Patillas de conexión ICSP.
* patillas de salida del microcontrolador Atmel AVR ISP conector
* LCD (para microcontroladores) Pins de salida (16 x 2 LCD, Hitachi HD44780 LCD (Pro), 128 x 64 LCD gráfica (Pro), Nokia 3310 LCD (Pro))
* Espigas de conectores ATX Fuente de alimentación (Pro)
* patillas de salida del módulo GSM SIM (Pro)
* Patillas PICAXE y especificaciones. (08M2, 14M2, 18M2, 20M2, 20X2, 28×2 y 40×2)
* Garmin GPS conectores de patillas de salida (EM406, conector redondo de 4 pines, conector Nuvi)

En la sección de circuitos electrónicos:

* Circuitos amplificadores de audio
* Alarmas y Circuitos Bells
* 555 Circuitos temporizador IC
* Circuitos de LED
* Circuitos de fuentes de alimentación
* Circuitos RC Plane
* Circuitos de seguridad para el hogar

Las dos Apps están muy bien y es difícil quedarse con una, son complementarias, siempre que necesitemos de una información básica nos pueden dar la solución rápidamente.