UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICA LABORATORIO DE CIRCUITOS CIRCUITOS DIGITALES II LABORATORIO 1 : Circuitos Circuitos Temporiza Temporizadores dores Profesor: Ing. Oscar Casimiro Pariasca I. OBJETIVO: 1. Utilizar adecuadamente el temporizador 555 y /o /o 5 56 56 y sus dos modos de operación, ya sea como un multivibra multivibrador dor astable o como como un multivibra multivibrador dor monoesta monoestable ble
2. Utilizar adecuadame amente el CI74121, el CI74122 CI74122 y el CI74123 y sus modos odos de tra trabajo bajo,, ya sea sea com como un multivibrador astable o monoestable II. MATERIALES y EQUIPO : - Protoboard, Protoboard, cables cables de conexión. - CI : LM555 (2) ó LM556 (1) , 74LS121, 74LS121, 74LS122, 74LS123 - Resis Resisten tenci cias: as: 100, 100, 150, 150, 470, 470, 500, 500, 1K, 1K, 1.5K, 1.5K, 3.3K 3.3K,, 6.8K, 6.8K, 10K( 10K(2), 2), 18K 18K(2) (2),, 47K, 47K, 100K 100K,, 1M(2) 1M(2),, 10MΩ, 10MΩ, otros otros ½ W. - Condens Condensador adores: es: 0.01μ 0.01μF, F, 0.1μF 0.1μF (2), (2), 0.68μF, 0.68μF, 1μF, 1μF, 2μF, 2μF, 10 μF, 25 μF, 100 100 μF , otros otros III. CUESTIONARIO PREVIO . 1. Anali Analizar zar el funcio funcionam namien iento to intern interno o del CI. LM555 LM555.. Describi Describirr el uso de sus termin terminale ales. s. 2. Expl Explic icar ar los los tres tres esta estado doss posi posibl blees de un tem tempori poriza zado dorr 555 555 (alt (alto, o, bajo bajo y memor emoria ia). ). ¿Cóm ¿Cómo o está están n cont contro rola lado doss por los terminales terminales de disparo y de umbral?. Describir Describir el uso de los demás terminales. 3. Determinar en forma analítica la frecuencia de la señal de salida de un CI 555 trabajando como multivi multivibrad brador or astable astable.. ¿Cómo ¿Cómo se calcula calcula el Ciclo Ciclo de Trabajo?. Trabajo?. Calc Calcula ularr los tiemp tiempos os en alto alto y bajo bajo de la señal señal de salida del circuito del experimento. Cuál es la frecuencia de salida. 4. Deter m miinar en forma analítica el tiempo de duración del pulso de salida de un CI 555 trabajando como multivibrador monoestable. monoestable. Calcular Calcular los tiempos tiempos de duración duración del pulso de salida salida del circuito circuito del del experimento. experimento. 5. Explicar Explicar el uso y aplicacion aplicaciones es del CI 74LS121, 74LS121, como como multivibrador multivibrador astable astable y monoest monoestable. able. Mostrar Mostrar la dependencia del ancho de salida en función de los valores de la resistencia y del condensador externos. 6. Explic Explicar ar el uso del CI CI 74LS122 74LS122 y 74LS123 74LS123 com como o un multiv multivibra ibrador dor asta astable ble y como como un un monoes monoestab table. le. Mostrar Mostrar la dependencia del ancho ancho de salida en función de los valores de la resistencia y del condensador externos. 7. Calcular Calcular y dibujar dibujar el circuito circuito de un monoesta monoestable ble que genere genere un pulso de salida salida con con un tiempo tiempo de duración duración de 1 segundo segundo y 10 segundos segundos.. 8. Analiz Analizar ar y simula simularr los circu circuitos itos de de la parte parte expe experim riment ental. al. Envíe Envíe los circ circuit uitos os de simul simulaci ación. ón. 9. Anali Analizar zar el funcio funcionam namien iento to intern interno o del CI. CI. LM556. LM556. Descri Describir bir el uso uso de sus termina terminales les.. IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL .- Los circuitos mostrados son sugeridos. Ud. Ud. puede cambiar los valores valores de los componentes de acuerdo a su diseño. Verificar experimentalmente experiment almente solo uno de los circuitos astable astable y otro monoesta mon oestable ble con el el CI. 555 555..
1.
Circuito MV. Astable : Conectar Conectar el circuito circuito
Los tiempos tiempos ON/OFF ON/OFF dependen dependen de R1, R1, R2 R2 y C1. Las formulas para calcular los tiempos Th , Tl y Tt son:
Th = 0.693 X C1 X (R1 + R2) Th = 0.693 X .00001 X (1000 + 150,000) = 0.693 X .00001 X 151000 = 1.042 seg Tl = 0.69 0.693 3 X C1 X R2 R2 = 0.693 X .00001 X 150,000 = 1.035 seg El Tiempo Tiempo Total Total es:
Tt = Th + Tl = 2.077 seg
Ing. Oscar Casimiro Pariasca Sem. 2013-II
Ahora caculamos la frecuencia : F = 1/Tt
= 0.5 Hertz (Hz) o ciclos por segundo.
El Ciclo de Trabajo (Duty Cycle) es la razón del tiempo en ON al tiempo total: D.C = 1/2 o 50% (50% ON y 50% OFF)
Implemente otro circuito, para obtener los tiempos indicados en el gráfico:
C1 = 10 microfarad (.00001 Farad) Th Th Tl Tl
= = = =
R1 = 150K
R2 = 47K
.693 X .00001 X 197,000 1.365 seg. .693 X .00001 X 47,000 .33 seg.
El Ciclo de Trabajo (Duty Cycle) es ahora:
3:4 o 75%.
% Duty Cyle = (Th/Tt) X 100 2.
Conectar el circuito astable mostrado: Vcc=+9 voltios
3. 4.
5.
6.
Observar las características de salida. Medir la frecuencia. Reemplazar R1=10MΩ por una resistencia R1=1MΩ. Observar la salida. Medir la frecuencia. ¿Aumenta o disminuye?. Calcular el período T, t low , thigh y el Ciclo de Trabajo para cada valor de resistencia. Reconectar el circuito cambiando ahora R1 = R2 = 10KΩ y C = 0.1μF . Conectar un diodo en paralelo con R2.. Observar las características de salida. Medir la frecuencia. Calcular el ciclo de trabajo. Observar y medir las formas de onda en los terminales 2 y 3 del circuito Circuito MV. Monoestable : Conectar el circuito mostrado.
Cuando el monoestable se dispara con el switch, el Led se enciende durante 2.75 seg y luego se apaga. El funcionamiento depende de R1 y C1. C2 se usa solo para evitar la inestabilidad del circuito. R2 se usa para mantener el disparo en alto hasta que el switch lo lleva a tierra. Cálculo para el Tiempo – ON (T) : T = 1.1 X R1 X C1
T
= 1.1 X 100,000 X .000025 = 2.75 Segundos
Ahora digamos que deseamos que el Led se encienda durante 1 Minuto y 50 segundos. Pruebe con una resistencia de 1Mohm y un condensador de 100uF. Verifique sus cálculos. Dispare el circuito y observe. 7. 8. 9.
Conectar el circuito monoestable de la figura 2. Observar el LED en la salida. Medir V3 Conectar momentáneamente el terminal de disparo a tierra y desconéctelo rápidamente. Observar el LED en la salida. Medir V3. Verificar nuevamente conectando un diodo en paralelo con la resistencia de 10KΩ. 10. Cuando se dispara el monoestable, mida el tiempo de duración del pulso de salida con un reloj. 11. Calcule con los valores de los componentes, la duración del pulso de salida.
Ing. Oscar Casimiro Pariasca Sem. 2013-II
12. Compare los valores calculados y medidos de los pulsos de salida. 13. Verificar el uso del terminal de restablecimiento. Dispare el monoestable e inmediatamente conecte el terminal 4 a tierra. Observar el LED de salida. 14. Reemplazar la resistencia de 10MΩ por una resistencia de 1MΩ. Repetir sus observaciones y mediciones. 15. Reemplazar ahora la resistencia de 1MΩ por una resistencia de 10 KΩ y el condensador de 0.68 F por un condensador de 0.1 F . Repetir sus observaciones y mediciones.
16. Diseñar e implementar un circuito astable y monoestable utilizando el CI 74LS121 u otro.
En el gráfico adjunto, correspondiente a un circuito monoestable no redisparable, la duración del pulso de salida Q se establece con los valores de R y C, según: T=0.693 x R x C Calcular valores para un tiempo de duración del pulso, de 10 segundos
En la siguiente figura, con el CI 74123, mostramos un circuito monoestable redisparable donde se indica su tabla de verdad, las formas de onda y la ecuación para determinar el ancho del pulso de salida: T= 0.33 x R x C Verificar como redisparar el circuito.
V. CUESTIONARIO FINAL: 1. Describir el uso del CI. LM555 como Mv. Astable y monoestable 2. Presente los cálculos realizados para implementar los circuitos astable y monoestable de esta práctica. 3. Analizar los resultados obtenidos en la parte experimental. Compare los valores teóricos y los obtenidos experimentalmente. Presentar tablas de datos, gráficos, circuitos de simulación, etc. 4. Analizar el funcionamiento interno del CI. 74121 , 74122 y 74123 como temporizador.
VI. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.
Ing. Oscar Casimiro Pariasca Sem. 2013-II
