🧐 BASCULADORES, CIRCUITOS BASCULANTES o FLIP-FLOPS

Los circuitos basculantes electrónicos

👌 Todos los circuitos digitales utilizan datos binarios para funcionar correctamente. Los circuitos están diseñados para contar, sumar, separar, etc., los datos según nuestras necesidades, pero por el tipo de funcionamiento de las compuertas digitales, los datos presentes en las salidas de las mismas, cambian de acuerdo con sus entradas, y no hay manera de evitarlo; si las entradas cambian, las salidas lo harán también. Las memorias básicamente son sistemas que pueden almacenar uno o más datos evitando que se pierdan, hasta que nosotros lo consideremos necesario; es decir, pueden variar su contenido a nuestra voluntad.

💥 El corazón de una memoria son los Basculadores o en inglés flip flops FF; este circuito es una combinación de compuertas lógicas, a diferencia de las características de las compuertas solas. Si se unen de cierta manera, estas pueden almacenar datos que podemos manipular con reglas preestablecidas

por el circuito mismo. Los FF pueden tener varias entradas dependiendo del tipo de las funciones internas que realicen y tienen dos salidas:

• La salida "Q" (salida normal)

• La salida "Q" (salida invertida, complementada o negada)

Valores de salida de un basculador o flip-flop

👊 Las salidas de los FF sólo pueden tener dos estados (binarios) y siempre tienen valores contrarios, como se ve en la Tabla 1 👇:

Tabla 1

Valores de salidas de un flip-flop

👊 Las entradas de un FF obligan a las salidas a conmutar hacia uno u otro estado o hacer flip-flop (término anglosajón). Más adelante explicaremos cómo interactúan las entradas con las salidas para lograr los efectos característicos de cada FF. 

El FF también es conocido como:

• "Registro Básico", término utilizado para la forma más sencilla de un FF.
• "Multivibrador Biestable", término pocas veces utilizado para describir a un FF.

✋ Flip-flop básico "RS" construido con compuertas NAND. Este es el circuito más sencillo y básico de un FF, puede ser construido a partir de dos compuertas NAND o dos compuertas NOR con dos entradas. A continuación se ilustra con compuertas NAND, y es denominado "Registro Básico NAND". La conexión queda de la siguiente manera, como se ve en la figura siguiente 👇:

Flip-flop básico "RS" construido con compuertas NAND

💢 La siguiente 👇 tabla 2 muestra el estado inicial del Registro Básico NAND, cuando sus entradas se encuentran en Alto (Estado de reposo del FF). Para comenzar la acción de flip-flop será necesario enviar a Bajo alguna de las entradas, con su correspondiente cambio de estado a la salida.

Tabla 2

Estado inicial del flip-flop "RS" construido con compuertas NAND

La siguiente 👇 tabla 3 muestra los diferentes cambios de las salidas, según cada selección de entradas (La "X" significa que no importa el estado en el que se encuentren en ese momento):

Tabla 3

Cambios de las salidas del flip-flop "RS" construido con compuertas NAND

💥 Siguiendo los datos de la tabla se resume que:

• Si Set y Reset están en Alto, el FF mantiene sus salidas en el estado actual.
• Si Reset recibe un pulso Bajo, las salidas son forzadas a Q = 0 y /Q = 1
• Si set recibe un pulso Bajo, las salidas son forzadas a Q = 1 y /Q = 0
• Si las dos entradas reciben pulsos Bajos, las salidas son forzadas a Q = l y /Q = 1

💢 Este último cambio normalmente se considera como no deseado, ya que el principio básico es que las salidas siempre estén invertidas.

Registro básico del flip-flop con compuertas NAND

✋ La tabla de verdad 4 del Registro Básico NAND es la siguiente 👇:

Tabla 4

Flip-flop básico "RS" construido con compuertas NAND

💨 Registro Básico con compuertas NOR.

La conexión del Registro Básico NOR es exactamente igual al del Registro NAND, pero los cambios en sus salidas son completamente inversas.

Tabla de verdad 5 👇 del Registro Básico NOR.

Tabla 5

Flip-flop básico "RS" construido con compuertas NOR

💥 Agregando pulsadores u otras compuertas en las entradas, los usos más comunes para el Registro Básico NAND o NOR son:

• Eliminadores de ruido para pulsadores mecánicos.
• Sistemas de Encendido (On) / Apagado (Off) con dos pulsadores para diversos circuitos digitales y/o analógicos.
• Sensores de movimiento mecánico (Fin o Inicio de carrera de una puerta, por ejemplo).
• Control Digital de otros circuitos.
• Diversas aplicaciones.

Escrito por Archie Tecnology