Biestables y circuitos secuenciales

Explica la diferencia fundamental entre un circuito combinacional y uno secuencial, y razona por qué un contador de personas que entran en un recinto no puede construirse solo con puertas combinacionales.

Describe el funcionamiento del biestable RS: qué hacen las entradas $R$ y $S$, qué significa el estado de «memoria» y por qué la combinación $R = 1$, $S = 1$ está prohibida en su versión básica.

Los contactos mecánicos de un pulsador «rebotan» unos milisegundos y producen varios pulsos falsos en un contador. Explica el fenómeno del rebote, por qué un biestable RS conectado a un conmutador lo elimina (el primer contacto fija el estado y los rebotes posteriores no lo cambian) y qué otras soluciones existen (filtro RC, antirrebote por software).

La figura muestra el cronograma de un biestable D disparado por flanco de subida: se representan la señal de reloj y la entrada $D$, y la salida $Q$ está tapada. Dibuja tú la salida $Q$ durante los cuatro ciclos y explica la regla que has aplicado en cada flanco.

Explica qué es un cronograma en electrónica digital: qué representa el eje horizontal, qué representan los niveles alto y bajo de cada señal y por qué es la herramienta básica para analizar circuitos secuenciales.

Distingue entre un biestable activo por nivel (transparente mientras la señal de habilitación está alta) y uno disparado por flanco (solo copia en el instante del flanco). ¿Por qué los sistemas síncronos prefieren el disparo por flanco?

Describe el biestable T (toggle): qué hace su salida en cada pulso activo de la entrada y por qué equivale a «dividir la frecuencia entre dos». ¿Qué tabla de verdad tiene?

Explica qué problema del biestable RS resuelven los biestables sincronizados por reloj (D y JK): qué es un flanco de subida, qué copia el biestable D en cada flanco y cómo evita el biestable JK el estado prohibido con su modo de «inversión».

La figura muestra el cronograma de un biestable JK disparado por flanco de subida, con $J = 1$ permanente y $K$ variable. Completa la salida $Q$ ciclo a ciclo (inicialmente $Q = 0$) aplicando la tabla del JK y explica qué modo de funcionamiento (memoria, puesta a 1, puesta a 0, inversión) se usa en cada flanco.

Tres biestables D en cascada, cada uno disparado por la salida $\overline{Q}$ del anterior, forman un contador asíncrono. Explica por qué cada etapa divide la frecuencia entre dos y escribe la secuencia de salidas $Q_2 Q_1 Q_0$ durante los primeros ocho pulsos de reloj. ¿Qué número máximo cuenta y qué ocurre en el pulso siguiente?

Describe un registro de desplazamiento de cuatro bits con entrada serie: qué ocurre con el dato presente en la entrada en cada pulso de reloj y hacia dónde viaja. Escribe el contenido del registro tras introducir la secuencia $1$, $0$, $1$, $1$ (un bit por pulso), suponiendo que empieza vacío.

Diseña con biestables un contador de dos bits que cuente $0$, $1$, $2$, $3$ y vuelva a $0$, sincronizado por una entrada de pulsos (por ejemplo, el paso de coches por una barrera). Indica qué tipo de biestable usarías, cómo se conectan y dibuja el cronograma de las salidas durante seis pulsos.