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Simulación de un contador de 4 bits.

Tarea 2: Simular un contador de 4 bits

Actividades

• Simular un contador de 4 bits
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Diseño

Para construir un contador (circuito secuencial) necesitamos construir la tabla de verdad en la que figure el estado actual (Q) y el estado siguiente (Q'). Además se necesita elegir un tipo de flip flop, que en este caso sera el de tipo T cuya tabla de verdad es la siguiente:

Dado que un flip flip T, sólo puede retener un bit, entonces necesitamos de 4 flip flips T para crear el contador de 4 bits.

Con ayuda de esta tabla y dado que sabemos cuales son los estados actuales (Q) y siguientes (Q') de un contador de 4 bits podemos construir la tabla siguiente:

Por ejemplo: Si estamos en el estado Q (0000) y queremos que pase a Q' (0001), entonces T tiene que valer (0001)

En donde T es un conjunto de 4 flip flops, el que esta más a la quizquierda es el más significativo y el que esta más a la derecha es el menos significativo.

La regla general de un flip flop T es que si el estado no cambia del actual al siguiente entonces T esta en 0, pero sí el estado cambia entonces T debe valer 1.

Como el bit menos significativo cambio de 0 a 1 entonces ese flip flop en su entrada tiene que tener un 1.

Construcción

Una vez construida la tabla lo que se hace es buscar lo que se le pasa a cada flip-flop como entrada.

De la tabla de verdad del contador podemos ver que T0 siempre esta en 1, por lo que ya terminamos.

Para el caso de T1 vemos que es igual a Q0 entoces, sólo devemos conectar en T1 a Q0.

Para el caso de T2 no se ve a simple vista cual es la entrada por lo que generamos su ecuación y resolvemos.

Al simplificar la ecuación podemos ver que a T2 le debemos pasar el AND de Q1 y Q0

Del mismo modo para T3 no se ve claro que hay que pasarle por lo que resolvemos su ecuación.

Después de realizar el calculo vemos que a T3 demos pasarle el AND de Q0, Q1 y Q2.

Usando toda la información anterior construimos en circuto lógico que queda como sigue:

Código

El circuito fue simulado con ayuda de SmartSim http://smartsim.org.uk/ Circuito contador 4 bits

En el video del incio de esta página se puede ver la simulación. En donde podemos ver que cuando los alambre estan en azul significa cero (0) y cuando esta en rojo significa (1). Además en el video se muestra la grafica de las señales, en donde la salida del flip flop 0 esta marcada con la etiqeuta 0 que es el que representa al bit menos significativo y el etuqetado con 3 representa al bit más significativo. video