Dalton12 Inquiry

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A continuación te propongo un ejemplo conceptual (a nivel de diagrama de conexiones y bloques) de un contador asincrónico de 7 bits que puede contar de forma ascendente y descendente desde 0 hasta 85 (mod 86). Ten en cuenta que, para implementar el modo up/down en un contador ripple, es necesario cambiar la fuente de reloj de cada flip‑flop (excepto el primero) según el modo (ascendente o descendente) y, además, disponer de lógica de detección para reiniciar o cargar el valor de prelímite (reset o preset) cuando se llegue a 86 (en ascendente) o −1 (en descendente).

Bloques Funcionales del Circuito
  1. Flip‑flops JK en modo toggle (J = K = 1):
    Se usan 7 flip‑flops (FF0 a FF6) para representar el contador de 7 bits (0 a 127 en forma normal, pero se limitará a 0–85).
  2. Control de Modo Up/Down:
    Se utiliza una señal de control (UP) que, mediante multiplexores, determina la forma de encadenar los flip‑flops:
    • Para conteo ascendente (UP = 1):
      Cada flip‑flop (desde FF1 en adelante) recibe como “reloj” la señal Q del flip‑flop anterior.
    • Para conteo descendente (UP = 0):
      Cada flip‑flop recibe, en lugar de Q, la señal complementada (Q′) del flip‑flop anterior.
    Esto se implementa añadiendo un pequeño multiplexor “virtual” en la entrada de reloj de cada FF (excepto FF0, que siempre se rige por el reloj externo).
  3. Lógica de Detección de Rebose/Pérdida para Modulo 86:
    Se agrega un bloque combinacional que:
    • En modo ascendente:
      Detecta cuando el contador llega a 86 (valor binario 1010110) y activa una señal asíncrona de reinicio (clear) para volver a 0.
    • En modo descendente:
      Detecta cuando el contador “decrementa” por debajo de 0 y, en ese instante, activa la carga asíncrona de 85 (preestablece el valor 85 en los flip‑flops).
  4. Señales de Control Asíncronas:
    Los flip‑flops deben disponer de entradas asíncronas (clear y/o preload) para forzar el valor en los extremos del conteo (0 o 85) inmediatamente cuando se detecte el rebose.

Diagrama Conceptual en Forma de Tabla y Bloques
A continuación se muestra un diagrama por bloques (texto–tabla) que resume las conexiones:

Table


Bloque/ElementoDescripción/Conexión
Reloj ExternoSe conecta al flip‑flop FF0.
FF0 (JK Toggle)- Entradas: J = 1, K = 1. - Reloj: señal externa. - Salida Q₀ se utiliza como fuente de reloj para el siguiente FF, pasando por un multiplexor controlado para modo up/down.
Multiplexor 1 (para FF1)Selecciona entre Q₀ (si UP = 1, conteo ascendente) o Q₀′ (si UP = 0, conteo descendente).
FF1 (JK Toggle)- Entradas: J = 1, K = 1. - Reloj: salida del Multiplexor 1. - Salida Q₁ se pasa por multiplexer 2 para FF2.
Multiplexor 2 (para FF2)Selecciona entre Q₁ (UP=1) o Q₁′ (UP=0).
FF2 (JK Toggle)Configurado de manera similar, su salida Q₂ se encadena al siguiente multiplexer.
... (se repite para FF3, FF4, FF5)Cada uno recibe su reloj mediante un multiplexor que selecciona entre la salida Q (modo ascendente) o Q′ (modo descendente) del flip‑flop anterior.
Multiplexor 7 (para FF6)Recibe Q₅ (si UP=1) o Q₅′ (si UP=0) para el reloj de FF6.
FF6 (JK Toggle)Configurado igual (J = K = 1) y su salida Q₆ junto con las salidas anteriores conforman el valor binario del contador (bits 0 a 6).
Bloque de Detección de Rebose/Preajuste- Para Conteo Ascendente (UP = 1): Detecta cuando {Q₆ Q₅ Q₄ Q₃ Q₂ Q₁ Q₀} = 1010110 (86 decimal). Cuando se detecta, se activa el Clear asíncrono de todos los FF para reiniciar a 0. - Para Conteo Descendente (UP = 0): Detecta cuando el contador decrece por debajo de 0 y activa la carga asíncrona que preestablece el valor 85 (en binario, 85 = 1010101).
Señal UP (Control Modo)Se utiliza para controlar los multiplexores de los clock de FF1 a FF6 y para elegir qué detección aplicar en el bloque de detección.

Diagrama Esquemático Conceptual (Texto)
                   +-----------+
                   |  Reloj    |
                   +-----+-----+
                         |
                        (FF0)
                  +------+------+
                  | JK FF0      |   J=K=1
                  | Q₀ --------+------> [MUX for FF1]
                  +-------------+
                                   UP? --> [MUX 1] --→ Reloj de FF1 (FF1)
                                         |
                  [Para FF1]         /    \  
                                  Q₀   Q₀′    [MUX for FF2]  (selección UP)
                           +-------------+
                                         .
                                         .  (se repite para FF2 a FF6)
                                         .
                           +-------------+
                           |    FF6     |   J=K=1
                           | Q₆       (Valor final, bit más significativo)
                           +-------------+

          ┌────────────────────────────────────────────┐
          │ Bloque de Detección de Rebose/Preajuste:   │
          │   - Si UP = 1 y contador = 86 (1010110)      │
          │       -> Clear asíncrono (reset a 0)         │
          │   - Si UP = 0 y contador  Carga asíncrona de 85 (1010101)       │
          └────────────────────────────────────────────┘

Notas de Implementación
  • Multiplexores para Clock:
    Cada etapa (excepto FF0) debe tener un pequeño circuito (puede ser implementado con compuertas lógicas o un multiplexer dedicado) que seleccione entre la señal directa (para conteo ascendente) o la señal invertida (para conteo descendente) según la señal UP.
  • Lógica de Detección:
    La detección del valor límite se hace mediante comparadores lógicos que “leen” el estado de todos los flip‑flops. Cuando se alcanza el valor límite (86 en modo ascendente o 0 en modo descendente, dependiendo de cómo se implemente el preajuste), se activa un clear o carga preestablecida asíncrona en todos los flip‑flops para reiniciar el contador al valor deseado.
  • Flip-Flops JK:
    Para la implementación real se puede utilizar un circuito integrado que contenga varios flip‑flops JK (por ejemplo, un 74LS76) u otro similar, siempre asegurándose de disponer de entradas asíncronas para la función de reset o preload.

Este diagrama es una aproximación conceptual; en un diseño real deberás definir con precisión la lógica combinacional para los multiplexores y la detección de los estados límite (utilizando compuertas AND, OR, y comparadores) para garantizar que el contador opere correctamente en ambos modos (ascendente y descendente) y en el rango 0–85.
¿Te gustaría que integre estos bloques de forma esquemática en tu proyecto en Flux, o requieres más detalles sobre algún bloque en particular?
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Lógica detección límite
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