UNIVERSIDAD DE PIURA Facultad de Ingeniería PPAA PPAA Ingeniería Mecánico Eléctrica Curso: Sistemas Digitales Guía de Laboratorio !" #ema: #ema: Contadores 1.1.1.
Objetivos
Familia amiliari$ ri$ar ar al alumno alumno con el uso de circui circuitos tos multi% multi%ibr ibrado adore res& s& contad contador ores es asíncronos& decodi'cadores decodi'cadores ( dis)la( básicos de siete segmentos* Este laboratorio debe reali$arse en dos +ases& una )rimera en las mesas de traba, traba,o o em)lea em)leando ndo Proto Protoboa board rd ( Circui Circuito toss integr integrado adoss en el Labora Laborato torio rio de Electr-nica& ( una segunda +ase )resentando un in+orme ob,eti%o ( ordenado de lo desarrollado* desarrollado* 1.1.2.
Actividades pr preparatorias
El alumno deberá re%isar las características de +uncionamiento .ue a)arecen en las /o,as de datos .ue se )resentan al 'nal de esta guía* 1.1.3.
3. 3 .1
Sumario de coceptos
!otadores
Es un circuito secuencial .ue )asa )or una secuencia )rescrita de estados* La secuencia )uede seguir un conteo binario o cual.uier otra secuencia de estados* Se encuentran en en casi todo sistema digital* Se utili$a )ara contar contar el nume numerro de ocur ocurrrenci encias as de un e%en e%ento to o )ara )ara gene genera rarr secu secuen enci cias as de tem)ori$ado )ara )ara controlar controlar o)eraciones en un sistema digital* 0n contador contador .ue sigue la secuencia binaria se denomina contador binario n bits& consta de 1n2 1n2 3i)43o)s 5FF6 ( )uede contar en binario desde 7 /asta " n48* Con 1n 1n2 3i)43o)s 5FF6 no necesariame necesariamente nte debe contar contar " n n9meros: Puede trun trunca cars rse e la secu secuen enci cia a )ara )ara cont contar ar un n9mero n9mero menor menor de estado estados* s* 0n contador CD 5contador del 7 al ;6 cuenta la secuencia binaria desde 7777 /asta 8778 ( regresa regresa a 7777 7777 )ara re)etir la secuencia*
Los FF no están conectados al mismo relo, à no cambian simultáneamente* La se=a se=all de relo, elo, s-lo s-lo atac ataca a al 3i)4 3i)43o 3o) ) .ue .ue re)r e)resen esenta ta al bit bit meno menoss
signi'cati%o* Los otros FF se conectan en cascada sir%iendo su salida de relo, )ara el siguiente& /asta llegar al bit más signi'cati%o:
En general& el alumno está en ca)acidad de dise=ar cual.uier secuenciador con la relaci-n deseada a)licando la teoría de má.uinas de estado* Para los contadores síncronos las entradas de relo, de todos los 3i)43o)s se conectan ,untas a un relo, com9n* De esta manera todos los FF cambian de estado simultáneamente 5en )aralelo6:
1.1.#.
$rabajo pr%ctico
El alumno traba,ará em)leando tecnología clásica )ara com)lementar lo a)rendido en clase ( )ara contrastar con la com)le,idad de los Dis)ositi%os L-gicos Programables* El traba,o a reali$ar se basa en un circuito de un dado electr-nico utili$ando un di%isor de +recuencia* Se dise=ará un oscilador .ue genere una se=al de relo,* Esta se=al de relo, será conectada a un contador binario con'gurado como CD* Luego a las salidas de este contador se conectará dos lla%es l-gicas 5AD& AD6 ( un decodi'cador* Este se conectará a un dis)la( de siete segmentos de ánodo com9n: Entrada generador de pulsos
Contador
Llave lógica NAND
Llave lógica AND
Decodificador Binario a 7 segmentos
Salida: display de siete segmentos
Multivirador !!!
#.1
Contador 7"#
%$&ntegrado 7"'#
&ntegrado 7"'(
Decodificad or 7""7
Display de 7 segmentos
!ircuito &u'tivibrador
La se=al de relo, se obtendrá del CI LM>>>* Este dis)ositi%o )ermite ser con'gurado como oscilador Monoestable& Astable& o iestable* En este caso será con'gurado como oscilador AS#ALE a una +recuencia cercana a 8?@* o es )reciso .ue sea eactamente esa +recuencia* La +recuencia se obtiene ',ando el %alor de Ba& Bb ( C& la salida se obtiene de la )atilla :
#.2 !otador (#1)2 El CI 8;" es un contador re%ersible CD síncrono ##L& es decir& m-dulo487* #iene doble entrada de relo,& una )ara cuenta ascendente ( una )ara cuenta descendente .ue conmutan en la transici-n del ni%el A< al ni%el AL#< del )ulso* La entrada de borrado síncrono se acti%a en ni%el AL#< colocando las salidas en ni%el A< 577776 ( se iniciali$a en cual.uier n9mero .ue se cargue en las entradas de datos en +orma binaria ( se trans'eren asíncronamente a la salida CD 5AHA& H& CHC& DHD6* La salida de arrastre se utili$a )ara conectar en cascada serie %arios contadores*
#.3
Decodi*cador+
SLS CD4#<4SEE SEGME# DEC
#.# Disp'a,
Si el decodi'cador em)leado da un 0< LKGIC< )ara encender los leds& se necesitará un Dis)la( de 1Cátodo Com9n2& si )or el contrario& lo .ue entrega es un CEB< LKGIC<& se re.uiere un Dis)la( de 1
se muestra la distribuci-n )ara con'guraci-n nodo Com9n* Para el decodi'cador em)leado 56 se re.uiere di)la(s de nodo Com9n& )ues enciende los leds con CEB<*
I&POR$AN$E+ !oectar resistecias de protecci- de 1/ 033/ o 22/ Omios
#. Iterado (#/1 Este circuito integrado consta de )uertas AD con salida en colector abierto* La tabla de la %erdad de cada )uerta AD de dos entradas del circuito integrado 78& )odemos %er .ue )uede estar re)resentada de dos +ormas di+erentes* #abla de la %erdad de una )uerta AD de dos entradas
#. Iterado (#/4
El ##L 5L-gica #ransistor a #ransistor6 7N es un Circuito integrado 5CI6 .ue contiene )uertas l-gicas AD* <)erador: AD #ec n o l o g í a : ## L & L S 7 N & S 7 N P u e r t a s : Entradas: " )or )uerta Cá)sula: DIP 8 )ins Descripci- de 'as termia'es de' !I (#/4 Con'guraci-n 7N Pi 1+ La entrada A de la com)uerta 8* Pi 2+ La entrada de la com)uerta 8* Pi 3+ A.uí %eremos el resultado de la o)eraci-n de la )rimera com)uerta* Pi #+ La entrada A de la com)uerta "* Pi + La entrada de la com)uerta "* Pi + A.uí %eremos el resultado de la o)eraci-n de la segunda com)uerta* Pi ( Norma'mete 5ND+
Es el )olo negati%o de la alimentaci-n& generalmente tierra* Pi 4+ A.uí %eremos el resultado de la o)eraci-n de la cuarta com)uerta* Pi )+ La entrada de la com)uerta * Pi 1/+ La entrada A de la com)uerta * Pi 11+ A.uí %eremos el resultado de la o)eraci-n de la tercera com)uerta* Pi 12+ La entrada de la com)uerta * Pi 13+ La entrada A de la com)uerta * Re6erecia para e' motaje Para la simulaci-n& el alumno deberá tener en cuenta la )olaridad de los integrados& re%isar bien sus coneiones& establecer continuidad en los )untos de uni-n* #ener en cuenta si el dis)la( es ánodo com9n conectarlo a )ositi%o o cátodo com9n conectarlo a negati%o* •
•
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5. Cuestionario
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Anali$ar la +orma de traba,o del Circuito Integrado LM>>>& modo Astable* OCuáles +ueron las +allas mas +recuentes en el armado del circuito OPor .ué OHué métodos se em)le- )ara detectar las +allas OCon .ué ti)o de tecnología esta dise=ada la +amilia QQ ( cuáles son sus %olta,es ( corrientes de detecci-n OHué a)licaciones reales encuentra )ara el circuito estudiado ODiga .ué cambios tendría OCuál es la +unci-n .ue reali$a el sRitc/ en el circuito
I6orme de 'aboratorio
NOTA
Curso: Sistemas Digitales #ema:
ombre del alumno: Gru)o: e+e de laboratorio:
Fec/a de reali$aci-n: Fec/a de entrega:
EVA7UA!I8N Puntualidad 58 )unto6 Control de lectura inicial 5> )tos*6 Partici)aci-n en el laboratorio 5T )tos*6 Cuestionario del in+orme 5 )tos*6 Conclusiones ( recomendaciones 5 )tos*6
Putaje
I6orme
La redacci-n del in+orme deberá contem)lar los siguientes )untos: 8* "* * *
#ablas de resultados 5cuando corres)onda6 Bes)uestas al cuestionario Simulaciones 5cuando corres)onda6 Conclusiones ( recomendaciones
