Biestables Digitals: Tipus, Funcionament i Aplicacions

Introducció als Biestables Digitals

Els biestables són elements de memòria fonamentals en l'electrònica digital que permeten emmagatzemar un bit d'informació. Per tant, poden produir dos estats estables, d'aquí el seu nom. La principal diferència entre biestables rau en si són o no sincronitzats, classificant-se en biestables síncrons o asíncrons.

Biestables Asíncrons

En els biestables asíncrons, són les entrades directes les que modifiquen l'estat intern del biestable sense dependre d'un senyal de rellotge. Els tipus més comuns inclouen:

• Biestable RS
• Biestable JK (en algunes configuracions asíncrones)

Biestable R-S (Reset-Set)

Aquest biestable, segons els valors de les seves dues entrades, R (Reset) i S (Set), permet les següents operacions:

• Forçar a 0 (reset) el valor de la seva sortida (R=1, S=0).
• Forçar a 1 (set) el valor de la seva sortida (S=1, R=0).
• Mantenir l'estat intern del biestable i, per tant, el valor de la seva sortida (R=S=0).
• Tenir les entrades de reset i set actives simultàniament (R=S=1) no té sentit lògic i, per tant, es considera una entrada prohibida.

Biestables Síncrons

Els biestables síncrons es caracteritzen per tenir una entrada de rellotge (CLK), també coneguda com a generador d'impulsos. Aquesta entrada controla el moment en què les dades poden afectar l'estat intern del biestable. Poden estar sincronitzats tant per flanc com per nivell. Els tipus més habituals són:

• Biestable JK
• Biestable D

Tipus de Sincronització

Segons la forma en què el rellotge controla l'entrada de les dades, podem classificar els biestables síncrons de dues maneres principals:

• Biestables sincronitzats per nivell: El rellotge permet l'entrada de dades i, per tant, les transicions de l'estat intern del biestable durant tot el temps que el rellotge està actiu en un nivell, ja sigui el nivell 0 o el nivell 1.
• Biestables sincronitzats per flanc: El rellotge permet l'entrada de dades i, per tant, les transicions de l'estat intern del biestable només quan hi ha un flanc (un canvi de nivell). Aquest flanc pot ser ascendent (quan es passa de nivell 0 a nivell 1) o descendent (quan es passa de nivell 1 a nivell 0).

Biestable JK

Aquest tipus de biestables síncrons funcionen de manera similar als biestables JK asíncrons, però les transicions de les entrades només modificaran l'estat intern quan hi hagi un flanc ascendent del senyal de rellotge, és a dir, quan passi del nivell 0 al nivell 1.

Biestable D

Aquests biestables són una variació dels biestables JK. L'entrada D del biestable es fa correspondre a l'entrada J del biestable JK i a l'entrada K negant-la prèviament. Això simplifica la seva lògica per a aplicacions de memòria.

Entrades de Control Asíncrones

Als biestables síncrons, a part de les entrades de dades i rellotge, també hi poden haver una sèrie d'entrades de control que són asíncrones. Aquestes entrades permeten forçar l'estat del biestable independentment del rellotge. Poden ser:

• Entrades de reset (per forçar la sortida a 0).
• Entrades de set (per forçar la sortida a 1).
• Entrades d'enable (per validar o no el funcionament del sistema).