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Circuito 045-unary-ii-rst

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Contenido

Ficha: Contador unario de 2 marcas con reset

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Descripción

Se trata de un contador unario de 2 marcas, que funciona igual que unary-ii. PERO incorpora un pulsador de reset. Al apretarlo los biestables pasan a valer 0, y al soltar el pulsador, el contador comienza de nuevo a contar

El comportamiento del reset se define con lógica positiva. Cuando se aprieta el pulsador de reset (RST=1), es cuando el estado vuelve a su valor inicial 00. Cuando el pulsador NO está apretado (RST=0), el contador funciona con normalidad, contando de 0 a II

El circuito se basa en unary-ii-wait2-simp, pero usando una única señal ena que habilita ambas puertas. De esta forma ambas puertas AND se habilitan o no a la vez. Cuando ena es 1, el circuito tiene conectados los biestables con lo que viene por su izquierda, por lo que la cuenta se realiza con normalidad. Cuando ena es 0, los biestables capturan el valor 0, por lo que se hace un reset

Para adaptar este circuito al reset con lógica positiva, se añade una puerta NOT a la señal del pulsador de entrada

Ruta de datos y control

En este figura se muestra el esquema del circuito, para entender su esencia. La idea general es que hay dos elementos de control (las puertas AND) que permiten la interconexión entre los biestables, aunque debido al principio de la AND transparente la ANDs de la izquierda se ha simplificado

La señal de reset, modificada mediante la NOT que no se muestra en el esquema, es la que controla directamente a estos elementos. La genera el circuito de control

La clave del reset es que esta señal de control es la misma para ambos elementos, a diferencia de los circuitos anteriores que se usaban 2 señales de control

Microórden Reset

Las señales de control, generadas en el circuito de control, reciben el nombre genérico de microórdenes. Decimos que este circuito de control genera la microórden Reset. En realidad viene del exterior, y es manual, pero el circuito de control realiza un procesamiento (puerta NOT) y a su salida se obtiene la señal que realiza la acción del reset

En esta figura se muestra un circuito de control genérico, que incluye la microórden de Reset, además de muchas otras

Evolución del estado

Partimos de un estado genérico cualquiera, que puede ser 00, 01 ó 11. Nos es indiferente. En el ciclo i se aprieta el pulsador SW1, lo que provoca que el estado pase a 00 en el siguiente ciclo (i+1). Estamos en el estado inicial. Mientras el pulsador esté apretado, el circuito permanece en este estado inicial

En el ciclo j se suelta el pulsador, por lo que en el siguiente ciclo (j+1) la cuenta comienza (I) y en el siguiente alcanza el máximo (II). Permanecerá en su valor máximo hasta que se vuelva a apretar el reset

Diagrama de estado

En el diagrama se muestran los 3 estados de cuenta, que comienzan en el estado inicial 00, luego 10 y finalmente 111. La cuenta se produce con normalidad mientras el botón de reset NO esté apretado (rst=0). O lo que es lo mismo, mientras la señal de ena esté a 1. En cualquier momento al apretar el botón de reset (rst=1) y con la llegada de un flanco de reloj, se evolucional al estado inicial 00

Nos fijamos que hay 2 estados estables. Uno es el estado final MAX (11), en el que permanece ahí hasta que se haga un reset. El otro es el estado inicial, en el que permanece siempre que esté apretado el botón de reset. Sólo al soltarlo (rst=0) es cuando se evoluciona al estado siguiente

En este diagrama se aprecia la posiblidad de realizar repeticiones, pasando varias veces por los estados. Por ejemplo, cada vez que se llega al estado final 11, y se aprieta el pulsador de reset, el sistema comienza desde 00, completando una vuelta completa. Es decir, que volverá a pasar de nuevo por todos los estados. Esta es la propiedad fundamental para realizar circuitos que puedan repetir acciones

Cronograma

Medición con el analizador lógico

En esta primera medición se muestra lo que ocurre en los primeros ciclos tras el Bit-Bang. El comportamiento es el mismo que el circuito unary-ii: un contador unario de 2 marcas, que pasa por los estados 00, 10 y 11, donde alcanza su valor máximo

En esta medición se muestra lo que ocurre cuando se aprieta el pulsador de reset RST. Comprobamos que se pasa al estado inicial 00

En la última medición observamos lo que ocurre al soltar el botón de reset: la cuenta comienza

Recursos

Recurso Cantidad Máximo Descripcioin
LC 4 7680 Celdas lógicas
IO 4 256 Bloques de E/S

Conceptos nuevos

Este es el primer circuito que incluye una señal rst que permite hacer un Reset manual del circuito. En circuitos previos se producía un reset, pero NO a partir de una única señal de reset

  • Microórden: Señal de salida del circuito de control, que se usa para gobernar los elmementos de control de la ruta de datos
  • Micrórden de Reset: Señal, en lógica positiva, que lleva a todos los biestables de la ruta de datos a su estado inicial

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