Flip-flop J-K: Biestable JK, Entradas Asíncronas y Maestro-Esclavo

Flip-flop J-K: Funcionamiento y Características

El flip-flop J-K es uno de los tipos de flip-flop más usados. Su funcionamiento es idéntico al del flip-flop S-R en las condiciones SET, RESET y de permanencia de estado. La diferencia está en que el flip-flop J-K no tiene condiciones no válidas como ocurre en el S-R. Este dispositivo de almacenamiento temporal se encuentra en dos estados (alto y bajo), cuyas entradas principales, J y K, a las que debe su nombre, permiten, al ser activadas:

• J: El grabado (set en inglés), puesta a '1' o nivel alto de la salida.
• K: El borrado (reset en inglés), puesta a '0' o nivel bajo de la salida.

Si no se activa ninguna de las entradas, el biestable permanece en el estado que poseía tras la última operación de borrado o grabado.

A diferencia del biestable RS, en el caso de activarse ambas entradas a la vez, la salida adquirirá el estado contrario al que tenía.

Entradas Asíncronas (Preset y Clear)

En muchas aplicaciones resulta provechoso poder poner a "1" y "0" la salida en cualquier momento (independientemente del reloj). Por lo tanto, se le agregan entradas adicionales al flip-flop para lograrlo. Estas reciben el nombre de asíncronas, pues no están controladas por el reloj. En este caso se agregan dos señales (activas a nivel bajo o alto):

• Preset: deja la salida en '1' cuando no-preset = '0'.
• Clear: deja la salida en '0' cuando no-clear = '0'.

Problemas de Carrera (Race Condition)

Se dan cuando se conectan en serie varios flip-flops de forma síncrona, donde no se puede determinar la salida de alguno de los flip-flops porque no se sabe a qué velocidad se realiza la transferencia de información. La solución a este problema son los flip-flops maestro-esclavo.

Flip-flop Maestro-Esclavo

Un biestable maestro-esclavo está formado por varias puertas lógicas y flip-flops conectados de manera que se usa el pulso completo de reloj (el tiempo que el reloj está a nivel alto) para transmitir el dato de la entrada a la salida. La señal de reloj controla el maestro, se invierte y controla el esclavo.

Así, cuando CLK='1' (reloj alto), el maestro registra los datos presentes en las entradas RS, permaneciendo inhibido el esclavo, por lo que no hay transferencia de información al mismo.

Con el reloj en nivel bajo (CLK='0'), el maestro se inhibe, no hay modificaciones en sus salidas, y estas actúan como entradas al esclavo, transfiriéndose su estado a la salida del mismo.

Es decir, la entrada solo se transfiere a la salida cuando ha terminado el pulso (como si fuera disparado por un flanco de bajada), pero se pueden detectar los cambios producidos en la entrada mientras CLK='1'.