Definición: Los circuitos secuenciales son sistemas que, además de
entradas y salidas, también tienen estado que recuerdan la historia pasada por
el circuito. Utilizan la información del estado conjuntamente con una combinación
lógica de sus entradas de datos para determinar el futuro estado del sistema y
sus salidas. Por tanto, una de sus características es que las mismas entradas
en estados diferentes dan lugar a salidas distintas, ya que estas dependen también
del estado.
La estructura general de un circuito secuencial responde al diagrama de bloques de la siguiente imagen. Como se puede observar, incluye un circuito combinacional y un bloque de memoria (firmado por flip-flops, por ejemplo). Existen “u” entradas físicas cada una de las cuales la identificaremos por letra “X”, “v” líneas de salida, que identificaremos por la letra “Z” y “p” elementos de memoria que identificaremos por la letra “M”. Cada elemento de memoria tiene unas entradas que vamos a denominar E y una salida que llamaremos Q que almacenara el estado actual del circuito. Además, existe una señal auxiliar, la señal de reloj (CLK), que juega un papel fundamental en los sistemas secuenciales síncronos. Esta última señal no existe en los sistemas secuenciales asíncronos.
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| Nomenclatura utilizada en los circuitos secuenciales |
Tipos de circuitos secuenciales
Los sistemas secuenciales se pueden clasificar en dos
grandes bloques: Síncronos y Asíncronos. Esta clasificación se hace atendiendo
a los tipos de elementos de memoria (M) utilizados. La diferencia entre los
sistemas secuenciales síncronos y asíncronos está en que en los primeros los
cambios de estado son controlados por una señal de referencia común (señal de
reloj) y en los segundos no.
Según la forma de realizar el elemento de memoria nos podemos encontrar distintos tipos de sistemas secuenciales, principalmente dos:
- Sistemas Secuenciales Síncronos, en los que su comportamiento puede definirse en instantes de discretos de tiempo, se necesita una sincronización de los elementos del sistema mediante una señal de reloj, que no es más que un tren de pulsos periódico. Las variables internas no cambian hasta que no llega un pulso del reloj.
- Sistemas Secuenciales Asíncronos, actúan de forma continua en el tiempo, un cambio de las entradas provoca cambios en las variables internas sin esperar a la intervención de un reloj. Son sistemas más difíciles de diseñar.
- Por niveles, cuando permiten que las variables de entrada actúen sobre el sistema en el instante en el que la señal de reloj toma un determinado nivel lógico (0 ó 1).
- Por flancos, o cambios de nivel, cuando la acción de las variables de entrada sobre el sistema se produce cuando ocurre un flanco activo del reloj. Este flanco activo puede ser de subida (cambio de 0 a 1) o de bajada (cambio de 1 a 0).
El elemento de memoria básico de los circuitos secuenciales
síncronos es el biestable. Almacena el estado 0 ó el estado 1,
y de ahí su nombre, tienen dos estados estables de
funcionamiento.
También se les suele conocer como FLIP-FLOPS.
Tipos de biestables
El biestable básico es el RS. Su símbolo lógico se muestra a continuación. Tiene dos entradas S(set) y R(reset), y tiene dos salidas complementarias Q (qn) y Q, tiene además una entrada CLK(reloj) activa por flanco de subida. 
Biestable D (Latch o Cerrojo)
Se trata de otro tipo de Biestable, esta vez con una entrada D(datos) y dos
salidas de estados complementarias, Q. Cuenta además con una entrada de
CLK(reloj), activada por flanco de subida. También puede contar con dos
entradas más, conocidas por PR (de preset: reiniciar) y CLR (de clear:
despejar). Estas últimas son de tipo asíncrono.
Su ecuación característica es: Qn+1 = JQn’ + K’Qn Este es su símbolo tradicional y su tabla de funcionamiento:
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