IMPLEMENTACIÓN DE UN CONTADOR ASINCRONO CONTADOR ASCENDENTE - DESCENDENTE
CIRCUITOS LOGICOS
BOHORQUEZ CUELO JOSE LEONARDO LECLETH GOMEZ RAUL EMILIO VERBEL BALLESTAS VILMA MARCELA
PRESENTADO A: ZURISADDAI SEVERICHE
UNIVERSIDAD DE SUCRE FACULTAD DE INGENIERÍA PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN ELECTRÓNICA SINCELEJO-SUCRE ABRIL DEL 2010
INTRODUCCION
En la actualidad, los sistemas digitales son muy utilizados y variados para diferentes tipos de aplicaciones las cuales en su mayoría son aplicadas en la industria y en mayor parte de los equipos electrónicos. Es por esto que es necesario saber a grandes rasgos las aplicaciones, y como func funcio iona nan n los los dife difere rent ntes es tipo tipos s de sist sistem emas as digi digita tale les, s, así así noso nosotr tros os pode poder r desarrollar la capacidad de aplicar y de poder trabajar con ellos sin ningún tipo de dificultad. En este informe informe se dará a conocer una de las aplicaciones aplicaciones más más importantes importantes de los flip flops jk la cual es contar. A continuación veremos una configuración específica de un contador binario de tres bits ascendente/descendente, en donde se explicara el funcionamiento de dicho circuito constituido por compuertas y flip-flops como componentes base, además mediante simulaciones se comprobara efectivamente el óptimo funcionam funcionamiento iento del circuito circuito contador contador y se respaldara respaldara protoboard.
con un montaje montaje en el
OBJETIVO
Analizar y entender el funcionamiento funcionamiento de un flip flop ascendente – descendente modulo 8.
LISTA DE MATERIALES Y HERRAMIENTAS
MATERIALES
1. COMPONENTES
1 IC 74LS32 (compuerta AND) 1 IC 74LS08 (compuerta OR) 2 IC 74LS76 3 LED LED amarillos de 3mm. 3 resistencias de 330Ω. 1 resistencia de 1 k Ω. 1 resistencia resistencia de 6.8 k Ω. 1capacitor electrolítico de 10 u F 1 IC 555. 1 potenciómetro de 100 k Ω.
2. HERRAMIENTAS
Cables UTP AWG24 Pinza de punta plana Pinza pelacable
3. INSTRUMENTOS Fuente de voltaje voltaje 5VDC. (Adaptador de 1.5 v – 12 v) Multímetro. Tablero de conexiones
MARCO TEORICO CONTADORES Un contador es un dispositivo que acepta una entrada de reloj (usualmente un tren de pulsos) y produce una salida binaria de múltiples dígitos relacionada al número total de pulsos de reloj aplicado. Como Como los flip-flo flip-flops, ps, los contad contadore ores s pueden pueden manten mantener er un estad estado o de salida salida después después de desaparecida desaparecida la condición condición de entrada que produjo produjo dicho estado; estado; consecuentemente consecuentemente los contadores son circuitos secuenciales. El numero máximo de estados posible que pueden tener un contador esta limitado solo por el número de elementos de memoria (flip-flops) del circuito. Existen dos clases de contadores
Contadores asíncronos Es aquel donde cada salida de los FF sirve como señal de entrada CK para el siguiente FF. Esto se debe a que todos los FF no cambian en sincronía exacta con las pulsaciones de reloj, solo el primero responde al tren de pulsos, los siguientes tienen que esperar a que los anteriores cambien de estado antes de que se activen Son aquéllos en que el impulso de conteo no se recibe simultáneamente en las entrad entradas as CLK de todos todos los biesta biestable bles. s. En la Figura Figura N°1 podem podemos os ver ver un contador contador asíncrono. asíncrono. También aparecen aparecen los cronogra cronogramas mas de las señales señales de salida.
Fig. N°1
Contadores síncronos. Los pulsos de reloj (que son los pulsos a contar) activan las entradas CLK de todo todos s los los bies biesta table bles s al mism mismo o tiem tiempo po (de (de ahí ahí su nombr nombre) e).. Se elimi elimina na el problema del retardo, con lo que se puede trabajar a frecuencias mayores. Sólo el primer biestable tienen sus entradas a "1". Las restantes entradas son excitadas por productos de las salidas de los propios biestables. Vamos a ver cómo cómo se dise diseña ña un cont contad ador or sínc síncro rono no a part partir ir del del dise diseño ño de circ circui uito tos s secuenciales. Ver fig N°2
Fig N°2
Como se puede notar la diferencia los sistemas asíncronos los FF no están conectados al mismo reloj, por lo que no cambian simultáneamente. La señal de reloj sólo ataca al flip-flop que representa al BIT menos significativo. Los otros FF se conectan en cascada sirviendo su salida de reloj para el siguiente, hasta llegar al BIT más significativo, en cuanto a los contadores síncrono cada FF esta conectado a la misma señal de reloj.
DESARROLLO DE LA ACTIVIDAD 1.
Se inicia la práctica de laboratorio analizando el circuito de la imagen Nº 1, es decir decir que ante antes s de montar montarlo lo en el proto protoboa board rd se reali realiza za
una
respectiva tabla de verdad para cada condición, ver tablas de la imagen Nº 2.
IMAGEN Nº 1
Contador ascendente
contador descendente descendente
IMAGEN Nº 2 2.
Para Para
que este este circu circuito ito pued pueda a realiz realizar ar
el cambio cambio de de direcci dirección ón en el el
conteo (ascendente - descendente), se establecen ciertas condiciones.
•
Para Para que el el contado contadorr sea descen descenden dente, te, el switc switch h lógico lógico Nº 1
debe debe
tener un valor lógico de 1, y el switch lógico Nº Nº 3 un valor lógico de 0, tal como lo muestra la IMAGEN Nº 3.
IMAGEN Nº 3
•
Para que el contador contador sea ascendente el switch switch lógico lógico Nº 1 debe tener un valor valor lógico lógico de 0, y el switch switch lógico lógico Nº 3 un valor valor lógico lógico de 1, tal como lo muestra la IMAGEN Nº 4.
IMAGEN Nº 4 •
Para que el contador pueda funcionar, debe de tener entradas distintas, el switch switch lógico lógico Nº 1 debe tener tener un valor valor lógico lógico distint distinto o al del switch switch lógico Nº 3. de lo contrario se obtendrán salidas erróneas y aleatorias.
3.
Ya simulado el circuito electrónico, se procede a montarlo en el tablero de conexiones (protoboard). IMAGEN Nº 5.
IMAGEN Nº 5 Se hace el respectivo diagrama de tiempo, ver grafico Nº 1. Se ponen ponen como switch switch lógicos lógicos (1 (1 y 3), dos dos filamentos filamentos de alambre alambre utp de colores distintos, tal como lo indican las flechas amarillas en la IMAGEN Nº 6. Naranjado para el switch lógico # 3. Azul para el switch lógico # 1.
En el el caso caso del del switch lógico lógico # 2 que es el el que suministra suministra los pulso pulsos s de reloj, es reemplazado por un circuito multivibrador o generador de pulsos, ver IMAGEN Nº 7.
Diagrama de tiempo contador descendente. GRAFICO Nº 1
Contador descendente
contador ascendente
IMAGEN Nº 6
Multivibrador o generador de pulsos
IMAGEN Nº 7.
4.
Ya monta montado do todo todo el circ circui uito to descende descendente nte
se pone pone en funcio funciona namie mient nto o en forma forma
dando dando como resultado resultado las combinacio combinaciones nes presentes presentes a
continuación las cuales están acompañadas de su respectivo código y valor.
CODIGO BINARIO =
111
VALOR = 7
IMAGEN Nº 1.
CODIGO BINARIO =
011
VALOR = 6
IMAGEN Nº 2.
CODIGO BINARIO =
101
IMAGEN Nº 3.
VALOR = 5
CODIGO BINARIO =
001
VALOR = 4
IMAGEN Nº 4.
CODIGO BINARIO =
110
VALOR = 3
IMAGEN Nº 5.
CODIGO BINARIO =
IMAGEN Nº 6.
VALOR = 2
CODIGO BINARIO =
100
VALOR = 1
IMAGEN Nº 7.
CODIGO BINARIO =
000
VALOR = 0
IMAGEN Nº 8.
5.
Ya observada observada la funcion funcionalida alidad d del circuit circuito o en modo modo descen descendent dente, e, se inte interc rcam ambi bian an de esta estado dos s lo swit switch ch lógi lógico cos s 1 y 3, de modo modo que que el cont contad ador or invi invirti rtier era a el modo modo de cont contar ar,, es deci decirr de desc descen ende dent nte e a ascendente, tal como se observa a continuación.
Respectivamente se hace le diagrama de tiempo para dicha configuración, ver grafico Nº 2.
Contador asíncrono ascendente de tres bits GRAFICO Nº 2.
CODIGO BINARIO =
000
VALOR = 0
IMAGEN Nº 9.
CODIGO BINARIO =
100
VALOR = 1
IMAGEN Nº 10.
CODIGO BINARIO =
010
IMAGEN Nº 11.
VALOR = 2
CODIGO BINARIO =
110
VALOR = 3
IMAGEN Nº 12.
CODIGO BINARIO =
001
VALOR = 4
IMAGEN Nº 13.
CODIGO BINARIO =
101
IMAGEN Nº 14.
VALOR = 5
CODIGO BINARIO =
011
VALOR = 6
IMAGEN Nº 15.
CODIGO BINARIO =
111
VALOR = 7
ANALISIS DE RESULTADO Como se ha comentó con anterioridad los sistemas secuenciales pueden ser de natura naturalez leza a síncro síncrona na o asínc asíncron rona. a. Los Los sistem sistemas as síncro síncronos nos se basan basan en circ circui uito tos s que que está están n cont contro rola lado dos s por por un relo relojj maes maestr tro. o. En los los sist sistem emas as asíncronos no existe un reloj común, los estados internos y las salidas pueden resultar afectados en cualquier momento por un cambio en las entradas. Como ya se ha estudiado la funcionalidad de los flip-flop en anteriores practicas se pued puede e real realiz izar ar un brev breve e anál anális isis is del del comp compor orta tami mien ento to del del circ circui uito to corres correspon pondie diente nte a un contad contador or asc/de asc/desc sc que fue el implem implement entado ado en esta esta practica, el contador corresponde a MODULO 8 que se compone de tres FF tipo JK , cuatro compuertas NAND y dos compuertas OR. Cuando se quiere que el contador funcione de manera ascendente
CONCLUSION
En los sistem sistemas as asincr asincróni ónicos cos las salida salidas s de los circui circuitos tos lógico lógicos s pueden pueden cambiar en cualquier momento siempre y cuando uno o más de sus entradas cambien. Un circu circuito ito secuen secuencia ciall asíncr asíncrono ono evolu evolucio ciona na ante ante cualqu cualquier ier cambi cambio o en las entradas de forma inmediata, no tiene periodicidad de funcionamiento, se rige por eventos. El Contad Contador or asíncr asíncrono ono ascen ascende dente nte – descen descenden dente te es una combin combinaci ación ón del Contad Contador or Asíncr Asíncrono ono Binari Binario o Ascend Ascendent ente e y el Contad Contador or Asíncr Asíncrono ono Binari Binario o Descendente que mediante una señal señal adicional Up/Down Up/Down permite seleccionar seleccionar la salida del FF que se lleva a la señal de reloj del FF siguiente. Si Up/Down toma toma valo valorr «1» «1» el cont conteo eo será será asce ascend nden ente te,, con con lo que que la salid salida a que que se presentará al siguiente FF será Q. Si toma valor «0» la señal escogida como señal de reloj para el siguiente FF será Q. El primer FF tiene una entrada de tipo asíncrono, es decir que se asertará de forma aleatoria y cuando lo haga el circuito realizará una cuenta. El resto del tiempo, los flip-flops no cambiarán su estado presente.
BIBLIOGRAFIA
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http://antiguo.itson.mx/die/eromero/biblioelec/blabsd2/p6_sd2_p02.pdf
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http://www.inf-cr.uclm.es/www/isanchez/teco0910/profesor/tema8.pdf
•
www.forosdeelectronica.com/.../contadores-asincronos.htm
•
www.unicrom.com/dig_contador_FF_JK_T.asp
•
www.elalejandre.net/SSDD/C_Sec.pdf
