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Electrónica · Digital y de Control

Biestables y almacenamiento de estados digitales

El flip-flop es un circuito lógico secuencial que almacena el estado anterior. Un flip-flop de tipo D recibe una entrada y actualiza su estado de salida en el borde definido de un reloj.

Experimento relacionado: Biestables y contadores →
Biestables y contadores
Biestables y contadores: vista de la simulación →

Significado y funcionamiento

A diferencia de la lógica combinatoria, donde la salida se determina únicamente por la entrada actual, la lógica secuencial mantiene un estado almacenado. Por lo tanto, incluso con la misma entrada, el resultado puede variar dependiendo del estado anterior.

El “flip-flop de transición D” almacena el ‘D’ en el momento en que la señal de reloj pasa de 0 a 1. Este es un modelo idealizado que mantiene el estado de salida incluso cuando el ‘D’ cambia entre transiciones.

Relaciones y condiciones de validez

En el borde del reloj, Qnext=D. Un contador binario de 4 bits representa de 0 a 15, por lo que retorna a su estado inicial después de 16 incrementos.

En circuitos reales, existen tiempos de configuración y mantenimiento, y retrasos de radio. Ni el estado prohibido ni la metaestabilidad pueden explicarse completamente utilizando un modelo sin retraso, 0·1.

Qué observar en la simulación

Un biestable D almacena la entrada solo en flancos ascendentes; el contador de 4 bits se repite cada 16 pulsos.

Se omiten metaestabilidad y retardo de propagación. El estado prohibido SR no se trata como un bit válido. Experimenta en pantalla; no lo reproduzcas con fuentes reales, enchufes ni alta tensión.

Relaciones y símbolos clave

D-FF: Qnext = D (↑CLK) · counter = (Q₀+n) mod 16

Símbolos y unidades de las fórmulas
SímboloSignificadoUnidad
D, QEntrada de datos y salida almacenada0 o 1
↑CLKFlanco de subida del relojSuceso

Ejemplo resuelto

En un biestable D con Q=1 y D=0, ¿cuánto vale Q cuando el reloj baja de 1 a 0?

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Errores frecuentes

  • La salida del flip-flop de borde ascendente no sigue continuamente la entrada mientras el reloj esté en 1.

Explorar este concepto con experimentos

Referencias

OpenStax · University Physics Volume 2 (inglés)