Registros
Los registros son los dispositivos destinados a almacenar los datos. Como se sabe, cada flip-flop puede almacenar un solo bit de información. Esto significa que al poner en cascada n chancletas, se pueden almacenar n bits de información. Este tipo de disposición se llama un registro de n-bits. Por ejemplo, al poner en cascada tres Chancletas D como se muestra en la figura 1, se pueden almacenar tres bits de información (B3, B2 y B1), formando así un registro de 3 bits.
Los datos almacenados en los registros pueden moverse por etapas dentro de los registros y/o dentro/fuera del registro aplicando pulsos de reloj. Tal registro se denomina registro de cambio. Hay varios tipos de registros de desplazamiento dependiendo del modo de desplazamiento de los datos, a saber, registro de entrada en serie y salida en serie, registro de entrada en paralelo y salida en serie, registro de entrada en serie y salida en paralelo. Además, dependiendo de la dirección del movimiento de datos, pueden ser de naturaleza de desplazamiento a la izquierda y/o a la derecha, como se muestra en la figura 2.
Contadores
Los contadores son los circuitos digitales que se usan para contar el número de eventos. No son más que una serie de chanclas (JK o D o T) dispuestas de forma definida. Una sola chancleta tiene dos estados 0 y 1, lo que significa que puede contar hasta dos. Así, una chancleta forma un contador de 2 bits (o Módulo 2, MOD 2). De manera similar a la cuenta hasta 8, se necesita conectar 3 (= 23) chancletas en serie como se muestra en la figura 3. Estos contadores pueden ser síncronos/asíncronos y/o disparados por el borde positivo/negativo dependiendo de las conexiones proporcionadas en sus entradas de reloj. Además, modificando ligeramente las conexiones entre las chancletas, pueden diseñarse otros tipos de contadores, como por ejemplo, contador ascendente, contador descendente, contador ascendente/ descendente, contador de anillo, contador de johnsonetc.
Detectores de eventos
Los detectores de eventos son los circuitos que ayudan a determinar la ocurrencia de un evento en particular. Estos dispositivos son necesarios para cambiar su estado cuando se produce un evento y deben mantenerse en el mismo estado hasta que el evento se despeje. Es bien sabido que las chancletas conservan su estado hasta la aparición de una condición adecuada en sus entradas, lo que significa que pueden actuar como detectores de eventos. Por ejemplo, se puede utilizar una D flip-flop para detectar el evento de encendido de la luz, como se muestra en la figura 4a. El funcionamiento de tal circuito se explica en términos de formas de onda que se muestran en la figura 4b.
Sincronizadores de datos
Se espera que todas las salidas de un circuito combinado particular cambien sus estados en el mismo instante. Sin embargo, a veces, debido a la variación de los retardos de las puertas, las salidas del circuito combinado pueden cambiar sus estados en diferentes instantes de tiempo (líneas verdes en la figura 5a). Esto causaría además un comportamiento inesperado que resultaría en salidas erróneas. Esto puede evitarse mediante el uso de flip-flop D síncrono en las salidas que actúan como sincronizadores de datos (Figura 5b).
En este caso, las salidas serán enganchadas por las chancletas hasta que aparezca la señal del reloj. Así, las salidas pueden cambiar de estado sólo cuando el borde positivo del reloj dispara las chancletas, lo que a su vez provoca el cambio de estado de todas las salidas en ese momento concreto.
Divisor de frecuencia
Considere un borde positivo disparado JK flip-flop cuyas entradas se atan y se impulsan en alto, como se muestra en la figura 6. En este estado, la salida de JK flip-flop cambiará para cada borde positivo de la señal del reloj (líneas rojas en la figura). A partir de la forma de onda es evidente que si el período del reloj de entrada es Tin, entonces el período de tiempo de la forma de onda de salida Tout es el doble. Por lo tanto, se obtiene ffuera = fen/2, lo que implica que la frecuencia de entrada se divide por 2. En otras palabras, después de pasar por una sola chancleta, la frecuencia de entrada se reducirá a la mitad. Por los mismos motivos se puede concluir que después de pasar por las n chancletas, la frecuencia de entrada se dividirá por 2n lo que resulta en ffuera = fen/2n.
Aparte de estas aplicaciones, unas pocas chanclas tienen usos definidos como
- D puede utilizarse para crear líneas de retardo que se utilizan en los sistemas de procesamiento de señales digitales. Esta aplicación surge fácilmente debido a que la salida en el flip-flop D síncrono no es más que la entrada retrasada por un ciclo de un reloj. Así pues, al poner en cascada n de esos flip-flop, la salida puede retrasarse por n ciclos de reloj, lo que a su vez produce la cantidad de retraso necesaria.
- Generalmente los interruptores mecánicos utilizados para introducir los valores en el sistema digital son propensos a problemas de rebote donde los contactos del interruptor vibran mientras se cierra/abre el interruptor. Esto lleva a la variación en la salida voltaje causando que las entradas lógicas alternen entre 0 y 1. Esto resulta en un comportamiento inesperado del sistema que puede ser evitado conectando un flip-flop RS entre el interruptor y el circuito digital para que actúe como un desrebotador del interruptor.
