1.1. Biestables R-S (Reset-Set)

Es un dispositivo con dos entradas R y S (Reset y Set) y una variable de estado o salida Q capaz de almacenar un bit de información. Su funcionamiento es el siguiente:

  • Si su entrada Set se activa su estado Q se pone en Alto.
  • Si su entrada Reset se activa su estado Q se pone en Bajo.
  • Si no se activa ni Set ni Reset su estado no cambia.
  • Por supuesto, no se permite activar Set y Reset simultáneamente.

Tabla de Funcionamiento

Los fabricantes de circuitos integrados, para describir la operación que realiza el circuito, emplean la llamada tabla de funcionamiento, que es lo que hasta ahora hemos venido llamando tabla de verdad para los circuitos combinacionales, a la que se ha añadido el estado del tiempo, que resulta esencial para los circuitos secuenciales.

La tabla de funcionamiento del biestable S-R, resulta ser:

 

Hemos empleado la siguiente notación:

tn = instante de tiempo en el que se aplican las entradas.

tn+1 = instante de tiempo inmediatamente posterior en el que el circuito responde.

Q0 = salida Q en el instante tn

Q+ = salida en el instante tn+1

Aunque el flip-flop SR tiene dos entradas S y R, y una salida Q, es habitual que al implementarlo aparezca con otra salida más, la resultante de complementar la salida Q, y la entrada de reloj C.

Se suele representar simbólicamente como un rectángulo como se indica en la figura.

Imagen 01. elaboración propia

 

Diseño de un biestable S-R (Set- Reset)

 

Estos circuitos se pueden diseñar siguiendo las técnicas que hemos venido empleando en el diseño de los circuitos combinacionales, sin más que tener en cuenta, que los circuitos secuenciales presentan una realimentación.

Vamos a aplicar el método al diseño de un flip-flop S-R. En nuestro caso la salida Q+ depende tanto de la salida anterior Q0, como de las entradas S y R, por lo que para implementarlo vamos a tratarlo como a un circuito combinacional, pero considerando que Q0 es también una entrada, por lo que manejaremos la tabla de verdad que se adjunta, a partir de la tabla de estado que acabamos de comentar.

 

Las entradas a cero no producen variación del valor de salida.

Si la entrada S es 1, el valor de la salida pasa a 1.

Si la entrada R es 1, el valor de la salida pasa a 0.

Las dos entradas a uno (no se utilizan) dan una salida indeterminada.

La función canónica será:

Que al simplificar quedará:

Aunque no es el procedimiento habitual, se consigue una función más simplificada si despreciamos los términos indiferentes del mapa de Karnaugh. Por lo tanto se hacen dos bolsas de dos celdas y se obtiene:

Si lo implementamos empleando únicamente puertas NOR:

Que una vez implementado quedará
Imagen 02. Elaboración propia
Esta implementación tiene la ventaja de que también produce la función en la salida de la primera puerta NOR, de modo que se suele dibujar este circuito (en el circuito y en muchas ocasiones, :
Imagen 03. Elaboración propia

En el caso de un biestable R-S síncrono por nivel alto sería:

Imagen 04. elaboración propia Imagen 05. elaboración propia

Su cronograma y su tabla de estados sería:

 

Imagen 06. Elaboración propia