TIPOS DE FLIP-FlOPS

Un flip-flop es un dispositivo electrónico fundamental en la electrónica digital y la lógica secuencial. Es un tipo de circuito biestable que tiene dos estados estables, generalmente representados como "0" y "1".

TIPOS

Sincronicos

Un flip-flop síncrono cambia su estado (por ejemplo, de 0 a 1 o viceversa) en respuesta a una señal de reloj.
El cambio de estado ocurre de manera sincronizada con los flancos (generalmente el flanco de subida o el de bajada) de la señal de reloj.
El flip-flop toma en cuenta las entradas de control y realiza la actualización de su estado solo en momentos específicos determinados por la señal de reloj.
Esto asegura una sincronización precisa en un sistema digital, lo que significa que todos los flip-flops se actualizan al mismo tiempo, lo que es crucial en aplicaciones donde la sincronización es esencial.

Flip-Flop D

¿Qué es ?

El flip-flop D, o Data flip-flop, es un tipo de flip-flop que cambia su estado de salida (Q) de acuerdo con la entrada de datos (D) cuando se pulsa el pulso de reloj. Es ampliamente utilizado en registros de desplazamiento y para almacenar datos en aplicaciones secuenciales.

Diagrama de su funcionamiento

El flip-flop D tiene una entrada de datos (D) y una señal de reloj (CLK). Cuando la señal de reloj cambia de 0 a 1, el estado del flip-flop D se actualiza con el valor de la entrada de datos. Si D es 0, la salida Q será 0, y si D es 1, la salida Q será 1 después del flanco

Ejemplo de uso.

Un contador binario síncrono de 3 bits.

Imagina un contador binario de 3 bits que cuenta de 0 a 7. Cada flip-flop D almacena un bit del contador y cambia de estado cuando se activa un pulso de reloj. La salida del primer flip-flop D (el menos significativo) se conecta a la entrada del siguiente, y así sucesivamente. Este contador síncrono de 3 bits cuenta de manera secuencial con una señal de reloj.

Flip-Flop Maestro-Esclavo

¿Qué es ?

Este tipo de flip-flop consta de dos etapas: un maestro y un esclavo. Se utiliza para evitar problemas de carrera en aplicaciones críticas y es una elección común en registros de desplazamiento y almacenamiento de datos

Diagrama de su funcionamiento

Este tipo de flip-flop consta de dos etapas: maestro y esclavo. La etapa maestra toma las entradas y se bloquea en el flanco de subida del reloj, mientras que la etapa esclava copia el estado de la etapa maestra después de cierto retraso. Esto evita problemas de carrera y garantiza la estabilidad en la salida

Ejemplo de uso.

Registro de desplazamiento en un chip de memoria.

En un chip de memoria, se puede utilizar un registro de desplazamiento construido con flip-flops maestro-esclavo para mover datos desde la entrada de datos al almacenamiento y viceversa. El maestro captura los datos en el flanco de reloj, mientras que el esclavo retiene y transfiere los datos a la salida cuando se le indica, proporcionando un almacenamiento temporal sincronizado y estable de los datos en el chip de memoria.^

Flip-Flop T

¿Qué es ?

El flip-flop T, o Toggle flip-flop, cambia su estado de salida cada vez que se pulsa el reloj si la entrada T es 1. Si T es 0, el estado se mantiene sin cambios. Es útil en contadores binarios y generadores de secuencias.

Diagrama de su funcionamiento

El flip-flop T cambia su estado de salida (Q) cada vez que la entrada T es 1 y la señal de reloj cambia. Si T es 0, el estado se mantiene sin cambios. Si T es 1, Q cambia al estado opuesto con cada pulso de reloj.

Ejemplo de uso.

Generador de secuencias binarias.

Un generador de secuencias binarias utiliza flip-flops T para generar patrones binarios periódicos. Por ejemplo, un generador puede alternar entre los estados 000 y 111 en cada pulso de reloj. Cada flip-flop T cambia su estado de acuerdo con la señal T y la señal de reloj, generando así una secuencia de patrones binarios.

Asincronicos

Un flip-flop asíncrono cambia su estado en cualquier momento, independientemente de una señal de reloj.
El cambio de estado no está necesariamente vinculado a la señal de reloj y puede ocurrir en cualquier momento en respuesta a las entradas.
Los flip-flops asíncronos son menos comunes en aplicaciones modernas debido a su falta de sincronización y la posibilidad de generar problemas de carrera (race conditions) cuando múltiples señales intentan cambiar el estado del flip-flop al mismo tiempo.
Aunque pueden ser útiles en aplicaciones específicas, como circuitos de control muy simples, deben usarse con precaución y se prefieren los flip-flops síncronos en la mayoría de los diseños digitales.

Flip-Flop JK

¿Qué es ?

El flip-flop JK es un tipo versátil que permite cambiar o mantener el estado de salida en función de las entradas J y K junto con el pulso de reloj. Se utiliza para crear divisores de frecuencia y registros de desplazamiento.

Diagrama de su funcionamiento

El flip-flop JK tiene dos entradas: J (Set) y K (Reset), junto con una señal de reloj. Dependiendo de las entradas J y K y el flanco del reloj, el flip-flop JK puede cambiar su estado, mantenerlo o invertirlo. Su tabla de verdad permite una amplia gama de aplicaciones.

Ejemplo de uso.

Implementación de una máquina de estados finitos.

En una máquina de estados finitos, los flip-flops JK se utilizan para representar diferentes estados del sistema y las transiciones entre ellos. Cada estado se codifica mediante la configuración de los flip-flops JK. Las entradas J y K controlan las transiciones entre estados, lo que permite la implementación de lógica secuencial

Flip-Flop de Registro:

¿Qué es ?

El flip-flop de registro es una combinación de varios flip-flops que se utilizan para almacenar y transferir datos en paralelo. Se usa en registros de datos en microprocesadores y en la captura de datos en conversores analógico-digitales.

Flip-Flop SR

¿Qué es ?

El flip-flop SR, o Set-Reset flip-flop, cambia su estado de salida de acuerdo con las entradas S (Set) y R (Reset). Se utiliza en aplicaciones donde se necesita controlar el estado de forma directa, pero debe utilizarse con precaución debido a posibles condiciones de carrera.

Diagrama de su funcionamiento

El flip-flop SR tiene dos entradas: S (Set) y R (Reset), junto con una señal de reloj. Cuando S es 1 y R es 0, el flip-flop se establece en 1. Cuando S es 0 y R es 1, se restablece en 0. Si ambos S y R son 0, el estado se mantiene o cambia según el flanco del reloj.

Ejemplo de uso.

Sistema de bloqueo de puerta con botones "Abrir" y "Cerrar".

En un sistema de bloqueo de puerta, se pueden utilizar flip-flops SR para controlar el estado de la puerta. La entrada S (Set) se conecta al botón "Abrir" y la entrada R (Reset) al botón "Cerrar". Cuando se pulsa "Abrir", el flip-flop se establece en estado abierto (1), y cuando se pulsa "Cerrar", se restablece en estado cerrado (0).