Funcionamiento de Registros y Contadores en Electrónica Digital
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Registros de Almacenamiento
En los registros de almacenamiento, se introducen N bits a almacenar a través de las entradas del registro. La señal de reloj (Ck) sincroniza la carga de la información en los biestables. Las señales de control indican la operación a realizar y, mediante las salidas, se obtiene el valor de la información guardada en el registro.
Carga Paralela
Al agrupar una serie de biestables con una señal de reloj, podemos activarlos a todos juntos mediante la carga paralela. De este modo, capturan el dato que está en las entradas, lo almacenan y lo muestran simultáneamente en las salidas.
Registros de Desplazamiento
Los registros de desplazamiento tienen en común con los de almacenamiento que también mantienen una información previamente cargada, pero poseen la capacidad adicional de desplazar la información hacia la izquierda o hacia la derecha.
Registro de Desplazamiento Serie-Serie
Consiste en biestables conectados en cascada donde la información entra en serie y sale en serie. El biestable que contiene el bit de menor peso tiene su entrada conectada al exterior, de forma que por allí introducimos la información. Ese biestable está conectado a la salida Q del siguiente biestable, y así sucesivamente, hasta que el último biestable tiene la salida disponible en el exterior, por donde la información va saliendo de forma serie.
Registro de Desplazamiento Serie-Paralelo
Este tipo funciona igual que el registro serie-serie, pero con la particularidad de que se dispone de las salidas de cada biestable que interviene en el proceso.
Contadores
Los contadores son registros compuestos por N biestables con entrada serie y salida paralelo, pero no funcionan como registros de desplazamiento. En su lugar, en su entrada se obtiene una secuencia de conjuntos de 1 y 0. Un contador puede operar de forma ascendente o descendente.
Contadores Asíncronos
En los contadores asíncronos, los biestables están conectados en cascada; es decir, la entrada de reloj (Ck) de un biestable está conectada a la salida del biestable anterior (por ejemplo, Qa), y así sucesivamente.
Contadores Síncronos
En los contadores síncronos, la entrada de reloj (Ck) de todos los biestables que componen el sistema están conectadas juntas, recibiendo el pulso de forma simultánea.
Contadores Módulo M
Se trata de contadores que no agotan todos sus estados posibles, sino que evolucionan hasta el valor M y vuelven a cero. Matemáticamente, se define que M < 2n.
Métodos de Inicialización
Inicialización Asíncrona
Utiliza las funciones Preset y Clear. Estos dispositivos disponen de un circuito combinacional que detecta cuándo se ha llegado al valor M+1 y resetea automáticamente todos los biestables que componen el contador. Dependiendo de si utilizamos un nivel de reset por alto o por bajo, se determinará el tipo de puerta lógica usada en dicho circuito combinacional.
Inicialización Síncrona
Utiliza las funciones Set y Reset. En este caso, el reset elimina el estado M+1; es decir, al alcanzar el valor M, el contador se resetea de forma sincronizada con el reloj.