Subsistemas secuenciales

CONTADORES

Los dispositivos de E/S digitales pueden ajustar el estado de una línea digital. Los contadores además de hacerse cargo del estado de la señal se preocupan de la transición de un estado a otro. Un contador puede detectar flancos de subida y flancos de bajada. Dos importantes términos relacionados con ambos flancos son: el tiempo de subida/bajada y el ancho mínimo del pulso. El tiempo de subida/bajada es la medida de la rapidez en que ocurre la transición del cambio de estado entre niveles lógicos de la señal. Para que un contador detecte el flanco la transición debe ocurrir en 50ns como máximo.

Además de este tiempo debe haber un retardo mínimo desde que el contador detecta el flanco hasta que pueda detectar el próximo. Este retardo se conoce como el ancho mínimo del pulso. Este parámetro depende del tipo de contador que se utilice. Los dispositivos de la serie e tienen un chip llamado DAQ-STC que tiene un ancho mínimo de pulso de 10ns para la fuente y la puerta. Se debe consultar la documentación de cada DAQ para determinar el valor del ancho mínimo del pulso requerido por los contadores.

Partes de un contador

Un contador consta de los siguientes componentes:

Registro contador: Almacena la cuenta actual del contador. Se puede preguntar el registro de la cuenta mediante software.

Fuente: una señal de entrada que puede cambiar la cuenta actual del contador almacenada en el registro contador. El contador busca flancos de subida o bajada de la señal fuente. Si el flanco cambia el conteo el software es seleccionable. El tipo de flanco seleccionado se llama flanco activo de la señal. Cuando se recibe un flanco en la señal fuente cambia el contador. Si un flanco activo incrementa o decrementa la cuenta actual el software es seleccionable. La señal fuente debe ser TTL compatible.

Puerta: Una señal de entrada que determina si un flanco activo en la fuente cambia la cuenta. Un contaje puede ocurrir cuando la puerta es alta, baja, o entre varias sucesiones de flancos de subida y bajada. Los ajustes de la puerta se hacen mediante software. La puerta es similar a una línea digital de E/S porque permite apreciar o ignorar los flancos de la fuente.

Los contadores de n bits cuentan hasta 2n números, entre 0 y 2– 1.

Pueden ser:

Según el sentido de cuenta:

– Ascendentes o de subida.
– Descendentes o de bajada.
– También pueden ser reversibles, esto es, de subida y de bajada

Según su estructura interna:

– Asíncronos.
– Síncronos.

Según su módulo:

– Binario.
– Decimal.

Contadores Asíncronos

 

contador asincrono

Contador Síncrono

contadores-sincronos

Ejemplos:

ejemplo contadores

 

REGISTROS

Un registro tiene como función primordial el almacenar información. La diferencia
entre un registro y un flip-flop es que este sólo puede almacenar un bit, mientras que un
registro es capaz de almacenar n bits. Un registro consta, básicamente, de un conjunto
de celdas de almacenamiento binarias (generalmente constituidas por flip-flops tipo D
disparados a flancos) más un conjunto de puertas encargadas de realizar su conexión. Un
flip-flop tipo D disparado a flancos, bien positivos, bien negativos, traslada el valor de la
señal de entrada (D) a su salida cuando recibe un flanco activo de la señal de reloj. En
los demás instantes actúa como una celda de almacenamiento, reteniendo el valor del bit
que ha cargado.

registro

Conversión serie-paralelo y paralelo-serie

La manipulación de datos constituídos por varios bits puede realizarse de dos formas distintas: en modo serie o en modo paralelo. Se dice que un sistema digital opera en modo serie cuando la información se transfiere y manipula bit a bit. Por ejemplo, cuando el contenido de un registro se transfiere a otro desplazando los bits de un registro al siguiente, un bit en cada ciclo de reloj. Para prevenir la pérdida de datos, se hace recircular el contenido del primero de los registros. Si el registro es de n bits, serán necesarios n ciclos de reloj para la transferencia.

En el modo paralelo, la información se transfiere y manipula en todos sus bits a la vez. Por ejemplo, en una transferencia entre dos registros en modo paralelo, todos los bits se transfieren del primer registro al segundo en un solo ciclo de reloj, mediante una carga en paralelo. Si los datos son de n bits, los registros han de tener n salidas y n entradas.

Conversión de datos paralelo a serie:

Los datos entran en el registro en un ciclo de reloj, todos los bits a la vez, mediante una carga en paralelo. Los bits de salida se toman en la salida Q del último flip-flop D (el menos significativo) uno en cada ciclo de reloj, a la vez que se va desplazando el registro hacia la derecha.

Conversión de datos serie a paralelo:

 Los datos entran por la entrada serie del registro, un bit en cada ciclo de reloj. Una vez completada la carga de todos los bits, se toman como líneas de salida las Q de cada uno de los flip-flops D (se leen todos los bits a la vez).    

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