Lab 08

PROYECTO PARA CIRCUITOS DIGITALES

CONTADOR DESCENDENTE DE 99 A 00

1.-OBJETIVOS:

• OBJETIVO GENERAL:      

- Realizar, la cuenta regresiva de 99 a 00, mostrada en los display.
- Demostrar el uso de las compuertas lógicas estudiadas relacionadas a los temporizadores.

• OBJETIVOS ESPECÍFICO:

- Lograr que al terminar la cuenta se quede exactamente en 00.
- Integrar al funcionamiento del contador un diodo LED y un buzzer.
- Demostrar, que al llegar a 00 se debe lograr el apagado del LED y que empiece a sonar el      buzzer.

2.- MATERIALES:

• UN DECODIFICADOR (7447):

• UN CONTADOR (74LS192):

                                                                         

• UN TEMPORIZADOR N555:

• INTEGRADO (4002):

• INTEGRADO (7408):

• 3 PULSADOR

• LED´S:

• 2 DISPLAY ÁNODO COMÚN:

• PROTOBOARD:

• RESISTENCIAS DE (220,330, 10k, 100k Ohms)

• CAPACITOR (4.7 micro faradios)

• UN BUZZER

• FUENTE OBTENIDA DE ARDUINO (5V):

3.- MARCO TEÓRICO:

   CIRCUITOS CONTADORES: 

Los contadores son una clase de circuitos lógicos secuenciales que llevan la cuenta de una serie de pulsos de entrada; los pulsos de entrada pueden ser regulares o irregulares. El contador es parte fundamental de muchas aplicaciones lógicas digitales.

Se utiliza a menudo en unidades de control de tiempos, circuitos de control, generadores de señal y muchos otros dispositivos.

Se pueden clasificar en contadores binarios asíncronos / síncronos:

• Un contador asíncrono es aquél en el los flip - flops del contador no cambian de estado exactamente al mismo tiempo, dado que no comparten el mismo impulso del reloj.

• Por el contrario, para el contador síncrono todos los flip - flops reciben en el mismo instante señal de reloj. 

           

DE LO USADO PARA EL ARMADO:

- 1.1.- FLIP- FLOPS (integrado 7473):
         

Descripción:

El SN74LS73AN es un Flip-flop J-K dual con tecnología LS con clear y dos flip-flops J-K independientes con J-K individual, reloj y entradas directas de clear. El LS73A contiene dos flip-flops i negative-edge-triggered flip-flops negativos. Las entradas J y K deben ser estables en el  tiempo de configuración antes de la transición de reloj alto a bajo para una operación predecible. Cuando el clear es bajo, anula el reloj y las entradas de datos fuerzan la salida Q baja y la salida Q \ alta.

• Entrada y salida TTL
• Aplicaciones: Industrial, Comunicaciones y Red

Especificaciones:

• Familia: LS
• Tipo de Flip-flop: JK
• Tipo de trigger: Edge Negativo
• Tipo de salida: Diferencial / Complementaria
• Retardo de propagación: 15 ns
• Frecuencia: 30 MHz
• Tensión de alimentación mínima: 4.75 V
• Tensión de alimentación máxima: 5.25 V
• Corriente de salida: 8 mA
• Rango temperatura de funcionamiento: 0 ° C a  70 ° C
• Encapsulado DIP
• 14 pines

- 1.2.- DECODIFICADOR (7447):     

     

El circuito integrado 7447 o subfamilia (74LS47, 74F47, 74S47, 74HCT47,..) es un circuito integrado que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos de ánodo común en donde la posición de cada barra forma el número decodificado.

Si queremos utilizar tecnología CMOS tenemos el 4511.

Las salidas del circuito hacia los segmentos del display son en colector abierto. Pudiendo de esta manera controlar display que consuman 40 mA máximo por segmento.

las funciones LT, RBI yBI/RBO. Como indican los círculos del símbolo lógico, todas las salidas (de a a g) son activas a nivel bajo, al igual que lo son LT (Lamp Test), RBI (Ripple Blanking Input) y BI/RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output).

-1.3.- CONTADOR (74192):

Este contador trabaja en formato decimal, es decir, cuando el conteo alcanza el valor 9 en binario el siguiente estado pasa a 0. El conteo lo podemos realizar también en modo inverso simplemente cambiando de entrada de CLK.

Ademas podemos pre cargar un valor para que empiece a contar desde ese dato. El conteo es síncrono y la carga asíncrona. Puede llegar a funcionar hasta un máximo de 35 MHZ.

Si queremos que la cuenta se lleve a cabo en binario tendremos que recurrir, como por ejemplo al contador 74193 que es compatible pin a pin.

La alimentación es la típica de los TTL, pin 8 (GND) y pin 16 (+5V).

• La descripción de los pins:

- CLKD Entrada de reloj para conteo descendente.

- RST Entrada de reinicio maestro asíncrono.

- LOAD Entrada de carga paralela asíncrona.

- P0 – P3 Entrada de datos paralela.

- Q0 – Q3 Salida de los flip-flops.

- BO Salida del conteo descendente final.

- CO Salida del conteo ascendente final.

- 1.4.- TEMPORIZADOR 555:

El dispositivo 555 es un circuito integrado muy estable cuya función primordial es la de producir pulsos de temporización con una gran precisión y que, además, puede funcionar como oscilador.

Sus características más destacables son:

• Temporización desde micro segundos hasta horas.
• Modos de funcionamiento:
  
  • Mono estable.
  • Astable.
• Aplicaciones:
  • Temporizador.
  • Oscilador.
  • Divisor de frecuencia.
  • Modulador de frecuencia.
  • Generador de señales triangulares.

-1.5.- DISPLAY ÁNODO Y CÁTODO COMÚN:

Existen dos tipos de display de 7 segmentos, su principal diferencia es la conexión que debemos implementar para encenderlos, estos dos tipos se conocen como Ánodo común y Cátodo común.

En los 7 segmentos de Cátodo Común, el punto circuital en común para todos los Led es el Cátodo (Gnd), cero volt, Mientras que el Ánodo común el punto de referencia es Vcc (5 volt).

Teniendo en cuenta estas consideraciones la forma de encender los led debe realizase de diferente manera en función de que elemento tengamos (Ánodo o Cátodo común).

Cada Led trabaja con tensiones y corrientes bajas por lo tanto se pueden conectar directamente a compuertas lógicas o pines de salida de un micro controlador, igualmente siempre es recomendable para aumentar la vida util de los mismos, conectarle una resistencia en serie entre el pin de salida del micro controlador y el de entra del 7 segmentos, la intensidad lumínica en este caso dependerá del valor de la resistencia agregada.

4.-BOCETO DE SIMULACIÓN:

5.- VIDEO DEMOSTRATIVO:

         5.1.- SIMULACIÓN PROTEUS

              

        5.2.- IMPLEMENTACIÓN FÍSICA

             

6.- OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

• OBSERVACIONES:

- Se observó, que al momento de implementar el circuito después de la simulación se tuvo que realizar algunas conexiones extras debido al rebote ocasionado por los pulsadores.

- Se observó, que en nuestra implementación del circuito se varió la conexión del Buzzer ya que al armarlo como en la simulación se requería de complementos extras y análisis de pruebas lo cual demandaría más tiempo de lo otorgado para la realización del proyecto.

- Se observó, que la variación de velocidad en la cuenta vista en el display se daba si aumentamos el valor del capacitor.

- Se observó también que el temporizador N555 también puede ser utilizado como componente antirrebote.

• CONCLUSIONES:

- Se concluye, que gracias a la realización de este proyecto se pudo comprobar el funcionamiento real de cada integrado y temporizador conocido en la parte teórica.

- Se concluye, que para lograr que la cuenta quede en cero fue necesario negar la continuación próxima en la cuenta, la cual sería en este caso 99.

- Se concluye, que se conoció mucho mejor el modo de conexión de cada componente utilizado ya que hubo partes en las cuales se requería de algunos cambios como lo fue el decodificador 7447 y el contador 74192.

7.- BIBLIOGRAFÍA:

·         Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson

·         Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996)

·         Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.:  Prentice Hall (621.381D/M86L)

·         Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones.  México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson

INTEGRANTES:

- Condori Ortiz, Daniel Agustín

- Mamani De la Cruz, Gustavo Alonso