Fundamentos de Circuitos Digitales: Bloques Combinacionales y Secuenciales

Circuitos Combinacionales

Los bloques combinacionales son circuitos integrados diseñados específicamente para la realización de una determinada función lógica. Sus salidas dependen únicamente de las entradas presentes en ese instante.

Tipos principales de Bloques Combinacionales

• Decodificadores: Circuitos capaces de interpretar un determinado código que reciben en sus entradas y activar una determinada salida.

  Clasificación de Decodificadores

  • Decodificadores binarios: Circuitos que trabajan con números codificados en binario en su entrada.
  • Decodificadores especiales: Decodificadores capaces de descifrar códigos distintos del binario y proporcionar una determinada salida.

• Codificadores: Realizan la función inversa a los decodificadores. Generan un determinado código en sus salidas (que puede ser un número binario, etc.) cuando se activa alguna de sus entradas.

  Clasificación de Codificadores

  • Codificadores sin prioridad: En estos codificadores no se puede activar simultáneamente más de una entrada, pues aparecen códigos erróneos.
  • Codificadores con prioridad: Si se activan dos o más entradas, aparece el código de mayor prioridad (normalmente la línea de mayor peso).

• Multiplexores: Circuitos capaces de seleccionar la información de aquella entrada que esté seleccionada a través de unas líneas de control.

• Demultiplexores: Son circuitos de una sola entrada y varias salidas.

• Comparadores: Son circuitos que comparan dos números binarios A y B.

Aplicaciones de los Multiplexores

Los multiplexores tienen diversas aplicaciones prácticas:

• Selector de entradas.
• Serializador: Convierte datos del formato paralelo al formato serie.
• Transmisión multiplexada: Es capaz de transmitir por una única línea, conectada a su salida, los datos procedentes de distintas fuentes.
• Implementación de funciones lógicas: Permite simplificar y reducir el número de integrados en el diseño de un circuito lógico.

Circuitos Secuenciales

Definición de Circuito Secuencial

Un circuito secuencial es un sistema electrónico digital en el cual las variables de salida, en un determinado instante, dependen de las variables de entrada en dicho instante y del estado anterior del sistema (memoria).

Biestables (Flip-Flops)

Los biestables son circuitos multivibradores que se caracterizan por tener dos estados estables en su salida, en uno de los cuales puede permanecer indefinidamente.

Tipos de Biestables

• Biestables asíncronos (R-S): Las señales de entrada actúan en todo instante.
• Biestables síncronos: Las señales de entrada solo actúan en los instantes que determina una señal de sincronización o reloj (CLK).

Contadores

La implementación de contadores es una de las aplicaciones más importantes de los biestables. Normalmente se forman por biestables JK. Estos circuitos memorizan la cantidad de pulsos de reloj que les llega a su entrada CLK.

Clasificación de Contadores por Sincronización

• Contadores asíncronos: La señal de reloj se propaga de un biestable a otro.
• Contadores síncronos: Todos los biestables reciben la señal de reloj al mismo tiempo, con lo que todos los biestables conmutan a la vez.

Clasificación de Contadores por Secuencia de Conteo

• Contadores ascendentes: Realizan la cuenta desde cero hasta el valor máximo al que pueden llegar.
• Contadores descendentes: Realizan la cuenta en sentido inverso, desde el valor máximo de cuenta hasta cero.
• Contadores UP/DOWN: Realizan la cuenta en ambos sentidos en función de una señal de control.