GUÍA DE ACTIVIDADES

Temáticas revisadas: Unidad II. Flip-Flops y diseño de Máquinas de Estado

Esta actividad se compone de varias fases y una sola entrega del documento final en formato .pdf. El grupo colaborativo debe entregar un único documento - informe donde se da solución a la propuesta planteada junto con la simulación y el montaje físico del circuito. No se aceptan trabajos independientes.

Los participantes deben fijar las reglas de funcionamiento del equipo de trabajo, cuidando la planificación del tiempo disponible hasta la entrega del trabajo colaborativo de acuerdo a la agenda del curso, determinando los diferentes pasos que hay que tener en cuenta para completar la actividad y los tiempos estimados para cada uno. Cada estudiante revisará los contenidos de la segunda unidad para dar solución a la propuesta que a continuación se plantea y posteriormente, con el equipo de trabajo se construirá un documento sobre la solución a la problemática planteada, resultado de cada uno de los aportes individuales sustentados y mejorados con las contrapropuestas que se den en la discusión del grupo colaborativo.

El trabajo inicial consiste en proponer una solución individual y completa al problema planteado y compartir esta solución en el foro de trabajo colaborativo bajo el tema de producción intelectual. A partir de cada uno de los trabajos individuales se debe construir un trabajo único final, bien sea eligiendo un diseño de los propuestos o construyendo uno nuevo que integre los aportes que consideren adecuados. Este último trabajo será el trabajo colaborativo final del grupo y el que será calificado por el tutor.

Los comentarios deben llevar una argumentación válida y de ser necesario estar enmarcados en otros documentos debidamente referenciados. Estas participaciones en el foro deben construir un aporte significativo para dar solución a la propuesta planteada. (Consultar normas APA).

Las inquietudes que se puedan presentar durante el desarrollo de la actividad, se pueden hacer a través del foro en el tema preguntas al tutor, es allí donde se da solución y respuesta oportuna a las diferentes inquietudes de los participantes del curso.

Fase 1. Descripción del Problema.

Una vez estudiados los contenidos de la unidad II y apoyados en los documentos de las referencias bibliográficas, el equipo de trabajo debe diseñar un circuito secuencial que permita en un display de siete segmentos la secuencia de diez números de manera cíclica.

1 – 5 – 3 – 7 – 9 – 2 – 6 – 4 – 8 – 0

Características Del Flip Flop Jk

Como puede verse en el símbolo del flip-flop J-K, este posee dos salidas complementarias Q y Q al igual que el flip-flop R-S. Las características del flip-flop J-K son las siguientes:

(1) Cuando J=1 y K=1, al ir la entrada de la terminal de reloj C (clock) de 1 a 0 nada ocurre y el flip-flop J-K retiene el estado que poseía anteriormente.

(2) Cuando J=1 y K=0, al ir la entrada C de 1 a 0 el flip-flop J-K tomará el estado Q=1 independientemente del estado en el que se encontraba anteriormente.

(3) Cuando J=0 y K=1, al ir la entrada C de 1 a 0 el flip-flop J-K tomará el estado Q=0 independientemente del estado en el que se encontraba anteriormente.

(4) Cuando J=0 y K=0, al ir la entrada C de 1 a 0 el flip-flop J-K tomará un estado opuesto a aquél en el cual se encontraba anteriormente. Esto quiere decir que si antes de la transición en la terminal C de 1 a 0 el flip-flop J-K se encontraba en el estado Q=1, entonces tomará el estado Q=0 después de la transición. Asimismo, si se encontraba en el estado Q=0 antes de la transición, entonces tomará el estado Q=1 después de la transición.

Durante el proceso de diseño se conoce por lo general la transición del presente estado al siguiente y se desea encontrar las condiciones de entrada del flip-flop que encuentre la transición requerida. Por esta razón, se necesita una tabla que liste las entradas necesarias para un cambio de estado dado.

Q3 Q2 Q1 Q0 SALIDA0 0 0 1 10 1 0 1 50 0 1 1 30 1 1 1 71 0 0 1 90 0 1 0 20 1 1 0 60 1 0 0 41 0 0 0 80 0 0 0 0

Qn Qn+1 J K0 0 0 X0 1 1 X1 0 X 11 1 X 0

TABLAD DE ESTADOS FLIP FLOP JK

Qt j K Qt+10 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 11 0 0 11 0 1 01 1 0 11 1 1 0

Tabla característica del FLIP FLOP J-K

Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 J3 K3 J2 K2 J1 K1 J0 K00 0 0 1 0 1 0 1 0 X 1 X 0 X X 00 1 0 1 0 0 1 1 0 X X 1 1 X X 00 0 1 1 0 1 1 1 0 X 1 X X 0 X 00 1 1 1 1 0 0 1 1 X X 1 X 1 X 01 0 0 1 0 0 1 0 X 1 0 X 1 X X 10 0 1 0 0 1 1 0 0 X 1 X X 0 0 X0 1 1 0 0 1 0 0 0 X X 0 X 1 0 X0 1 0 0 1 0 0 0 1 X X 1 0 X 0 X1 0 0 0 0 0 0 0 X 1 0 X 0 X 0 X0 0 0 0 0 0 0 1 0 X 0 X 0 X 1 X

estado presente Q(t)estado futuro Q(t+1) entrada de cada flip flop

TABLA DE EXCITACIÓN

0,0 0,1 1,1 1,0 0,0 0,1 1,1 1,00,0 1 X X 0,0 X X0,1 X X 0,1 X X1,1 1,11,0 X 1,0 X 1

K0Q1,Q0

Q3, Q2

Q1,Q0

Q3, Q2

J0

3 1 0Q Q Q 3 2 1Q Q Q

0,0 0,1 1,1 1,0 0,0 0,1 1,1 1,00,0 X X 0,0 X X0,1 1 X X 0,1 X X 1 11,1 1,11,0 1 1,0 X X

J1 K1Q1,Q0 Q1,Q0

Q3, Q2 Q3, Q2

Q3Q2'Q1'Q0+Q3'Q2Q0 Q3'Q2

0,0 0,1 1,1 1,0 0,0 0,1 1,1 1,00,0 1 1 1 0,0 X X X X0,1 X X X X 0,1 1 1 11,1 1,11,0 1,0 X X X

Q3, Q2 Q3, Q2

Q3'Q0+Q3'Q1 Q3'Q1'+Q3'Q0

J2 K2Q1,Q0 Q1,Q0

0,0 0,1 1,1 1,0 0,0 0,1 1,1 1,00,0 0,0 X X X X0,1 1 1 0,1 X X X X1,1 1,11,0 X X 1,0 1 1

Q3, Q2 Q3, Q2

J3 K3Q1,Q0 Q1,Q0

Fase 2. Verificación.

El equipo de trabajo debe realizar todo el proceso o pasos necesarios para la realización del circuito, recuerde que se debe hacer dos videos, uno para la simulación en Proteus y otro para el circuito físico funcionando de manera que la secuencia se pueda apreciar en el display siete segmentos. La secuencia debe observarse cada dos (2) segundos, para lo cual, el informe debe incluir los cálculos de temporización del circuito 555.

Como parte del trabajo colaborativo final se puede ir al CEAD donde se está matriculado para el montaje del circuito en el laboratorio y verificación de su funcionamiento, la simulación del sistema diseñado se puede realizar en cualquier programa de simulación, se recomienda Proteus. Igualmente para la verificación de funcionamiento del sistema propuesto se debe realizar el diseño del mismo en VHDL, para el diseño se debe realizar en primera medida un diagrama de flujo del sistema. A continuación se debe realizar el programa en un simulador de VHDL, no importa cuál sea la herramienta seleccionada, se puede utilizar la herramienta disponible a su alcance y realizar la simulación del sistema haciendo uso del VHDL elegido.

Para las opciones de simulación es necesario realizar dos videos, el primero es un video explicativo haciendo uso de la herramienta CamStudio en donde se exponga claramente cómo funciona el circuito del sistema. El segundo video se refiere al montaje físico del circuito funcionando (montaje en protoboard), se puede realizar desde su teléfono celular o cámara de video, donde se evidencie el correcto funcionamiento del sistema, no puede ser mayor a 45 segundos. Los videos se deben subir a una página gestora de videos como YouTube para evidenciar su funcionamiento, además se debe incluir en el trabajo final la dirección o links de los dos videos.