LABORATORIO N° 9

CIRCUITOS DIGITALES-2

Laboratorio N°9:
CONTADORES 

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION:

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

2. MARCO TEORICO:

CONTADORES

Un contador es un circuito en el que sus salidas siguen una secuencia fija que cuando acaba vuelve a empezar, o circuitos que reciben sus datos en forma serial ordenado en distintos intervalos de tiempo. Los pulsos de entrada pueden ser pulsos de reloj u originarse en una fuente externa y pueden ocurrir a intervalos de tiempo fijo o aleatorio. El número de salidas limita el máximo número que se puede contar.

 Un contador es un circuito secuencial cuya función es seguir una cuenta o conjunto predeterminado de estados como consecuencia de la aplicación de un tren de pulsos (reloj) en una de sus entradas. Los contadores son circuitos construidos a base de biestables sincronizados a flancos y de puertas lógicas para realizar la conexión entre ellos. Las puertas lógicas en un contador se conectan de forma que fuercen a los biestables a seguir la secuencia prescrita de estados.

•        CIRCUITO INTEGRADO 7447

El decodificador integrado 7447 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado. El símbolo lógico se encuentran en la Ilustración 2.

•        Circuito integrado 555

El circuito integrado 555 es de bajo costo y de grandes prestaciones. Entre sus aplicaciones principales cabe destacar las de multivibrador astable y monoestable. Además de ser tan versátil contiene una precisión aceptable para la mayoría de los circuitos que requieren controlar el tiempo, su funcionamiento depende únicamente de los componentes pasivos externos que se le interconectan al microcircuito 555.

El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:

• La corriente máxima de salida es de 200 mA cuando la terminal (3) de salida se encuentra conectada directamente a tierra.

• Los retardos de tiempo de ascenso y descenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.

• La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD.

• Los valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1 ohms hasta 100kohms para obtener una corrimiento de temperatura de 0.5% a 1% de error en la precisión, el valor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 Mohms.

• El valor del capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporcionadas por su fabricante.

• La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.

• La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW

•             Contadores ascendentes/descendentes

 Para diseñar un contador reversible ascendente/descendente se comienza por diseñar dos contadores separados. El primero (ascendente) se diseña para que pase por la secuencia de estados que se especifique; el segundo (descendente) se diseña para que pase por la misma secuencia, pero en sentido inverso. Después se le añaden los multiplexores encargados de seleccionar los dos sentidos de cuenta. Se puede comprobar que el sentido de conteo puede conmutarse siempre que la señal de reloj no presente un flanco activo, de tal forma que no se altere la cuenta almacenada.

2.1 DECODIFICADORES DE 7 SEGMENTOS

Es un dispositivo que “decodifica” un código de entrada en otro. Es decir, transforma una combinación de unos y cero, en otra. 74LS47, en particular transforma el código binario en el código de 7 segmentos.

El decodificador recibe en su entrada el número que será visualizado en el display, posee 7 salidas, una para cada segmento. Para un valor de entrada, cada salida toma un estado determinado (activada o desactivada)

Este elemento se ensambla o arma de manera que se pueda activar cada segmento (diodo LED) por separado logrando de esta manera combinar los elementos y representar todos los números en el display (del 0 al 9).

El display de 7 segmentos más común es el de color rojo, por su facilidad de visualización.

Cada elemento del display tiene asignado una letra que identifica su posición en el arreglo del display.

EJEMPLO:

Si se activan todos los segmentos se forma el número “8”

– Si se activan solo los segmentos: “a,b,c,d,f,” se forma el número “0”

– Si se activan solo los segmentos: “a,b,g,e,d,” se forma el número “2”

– Si se activan solo los segmentos: “b,c,f,g,” se forma el número “4” p.d. representa el punto decimal.

2.2 FUNCIONAMIENTO:

Tenemos dos sensores de pulsos implementados con pulsadores NA y LM555 que retardan el pulso en cerca de 1/2 segundo para que llegue sin rebote a las entradas del 74192 que es un contador ascendente descendente. de 0-9. Cada que pulsamos un switch NA, se genera un pulso en la salida correspondiente y pasa a la entrada del 74192. Este integrado la decodifica y la envía en binario al 7447 que se encarga de convertirla en un codigo apropiado para excitar a undisplay de 7 segmentos de ánodo común.
Del código binario que genera el 74192 tomamos las entradas que corresponden al número 9 (la 1 y la 8) y se la aplicamos a una compuerta AND 7408.

Esta compuerta enviará un 1 lógico a la salida cuando ambas entradas sean H (1) y esto encenderá el led rojo. Cualquier otro número en sus entradas provocarán un 0 en su salida, encendiendo el led verde. Esto indicará un número menor que 9 y por lo tanto que pueden seguir entrando vehículos al parqueadero.
Cuando se enciende el led rojo también se polariza el transistor 2N3904 causando que en su colector haya un nivel lógico 0 el cual inhibe el LM555 impidiéndole contar. Esto será así hasta que haya un número menor que 9 en el contador 74192.

4. SIMULADOR EN PROTEUS:

Simulacion en el Laboratorio:

5. VIDEO DE EVIDENCIA:

Camstasia Studio 8.0.2

https://youtu.be/6ii0i8nB6Xc

6. OBSERVACIONES:

1. Experimentamos problemas con los dispositivos de laboratorio

2. Problemas para la complementación del circuito en el software simulador

3. Percances al implementar el circuito en el laboratorio.

4. Se observo errores en el orden de los dispositivos de laboratorio.

5. Se experimento los conponentes reales en la industria

6. Se vio el requerimiento de otros componentes electronicos para complementar el circuito

7. CONCLUSIONES

1. Se logro reconocer el funcionamiento de cada componente que se implemento al circuito del laboratorio.

2. Del mismo modo, se realizó la implementación de circuitos tanto combinacionales como secuenciales; siendo utilizados ambos para los casos desarrollados en el laboratorio.

3. Por medio de estos, se pudo realizar los temporizadores y contadores con clock, ya que se necesita una retroalimentación de datos, lo cual viene a ser el almacenamiento.

4. Se permitio tener nuemeros binarios que se deceaba.

5. Se comprobo que la unica varianza en el cercuito eran los 555.

6. Se considero condensadores y resistencias para no tner fallas ni acciedentes que porvocaran daños.

8. FOTO GRUPAL