Centro de Enseñanza Técnica Industrial Organismo Público Descentralizado Federal REPORTE
PLANTEL COLOMOS TURNO VESPERTINO
INGENIERÍA MECATRÓNICA Especialidad: Biomedica Academia: Mecatrónica SISTEMAS ELECTRÓNICOS DIGITALES Grupo: 5F
Representación de códigos binarios en sistemas digitales Jorge Alejandro Avelar Lamadrid 15310019
Valentín Martínez López Fecha: 31 de Agosto del 2017 Practica 1
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Objetivo
El alumno implementará un circuito electrónico para representar mediante 4 leds, diferentes códigos binarios y usando como entrada 4 switches. Para lograr esto se deberán utilizar los niveles de voltaje establecidos por el estándar TTL.
Marco Teóri co Resistencia de Pull-up
Las resistencias pull-up son aquellas que están conectadas a la fuente de alimentación, cuando el interruptor está abierto la corriente va desde la fuente de alimentación al Vout dando un valor lógico alto (HIGH) (figura 1a) y cuando el interruptor está cerrado la corriente se mueve hacia tierra (GND) dejando un 0 en Vout (figura 1b).
Figura 1. Representación de resistencia de Pull-Up Resistencia de Pull-down
Las resistencias pull-down se conectan a tierra (GND), de esta manera cuando el interruptor está abierto la corriente se dirige hacia la resistencia dejando un valor 0 en Vout (figura 2a) y si el interruptor está cerrado la corriente se moverá hacia Vout dejando un valor lógico alt o (HIGH) (figura 2b).
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Figura 2. Representación de resistencia de Pull-Down
Polarización de un diodo emisor de luz (LED) Los valores típicos de corriente directa de polarización de un LED se sitúan entre los 10mA y los 20 mA. Como el voltaje de operación (tensión umbral) de uno de estos diodos está entre los 1.8v hasta los 3.8v, nuestra fuente de alimentación debe suministrarle una tensión o diferencia de potencial superior
a
su
tensión
umbral.
Un sencillo circuito de polarización directa de un LED se vale de una pila y una resistencia adecuada. Para calcular la resistencia de polarización necesaria, aplicamos una sencilla fórmula:
El
circuito
queda
así:
Niveles TTL
TTL es la sigla en inglés de transistor-transistor logic, es decir, «lógica transistor a transistor». Es una familia lógica o lo que es lo mismo, una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes fabricados con tecnología TTL los elementos de entrada y salida del dispositivo son transistores bipolares. Esta fue la primera familia de éxito comercial, se utilizó entre 1965 y 1985. Características:
Su tensión de alimentación característica se halla comprendida entre los 4,75V y los 5,25V (como se ve, un rango muy estrecho). Normalmente TTL trabaja con 5V.
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Los niveles lógicos vienen definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,0V y 0,8V para el estado L (bajo) y los 2,4V y Vcc para el estado H (alto). La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor base, si bien esta característica le hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los CMOS: HC, HCT y HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 MHz. Las señales de salida TTL se degradan rápidamente si no se transmiten a través de circuitos adicionales de transmisión (no pueden viajar más de 2 m por cable sin graves pérdidas).
Niveles Lógicos TTL En el estudio de los circuitos lógicos, existen cuatro especificaciones lógicas diferentes: VIL, VIH, VOL y VOH. En los circuitos TTL, VIL es la tensión de entrada válida para el rango 0 a0.8 V que representa un nivel lógico 0 (BAJO). El rango de tensión VIH representa las tensiones válidas de un 1 lógico entre 2 y 5 V. El rango de valores 0.8 a 2 V determinan un funcionamiento no predecible, por lo tanto, estos valores no son permitidos
Desarrollo Teórico
Circuito a utilizar.
Centro de Enseñanza Técnica Industrial Organismo Público Descentralizado Federal REPORTE VCC 5.0V
R1
R2
R3
R4
68Ω
68Ω
68Ω
68Ω
S1A
S1B
S1C
S1D
Tecla = A
Tecla = S
Tecla = D
Tecla = F
R5
R6
R7
R8
68Ω
68Ω
68Ω
68Ω
A
LED1
Datos Tira de leds BAR-10UR IF=25mA IPF=150mA VLed=1.85V Pd=125mW − =
5 − 1.85 =
25
= 186Ω ∴ 1 − 8 = 86Ω
Valores Medidos en la simulación Voltajes medidos en paralelo a la resistencia correspondiente de cada led (Figura 1).
Figura 1 Voltaje medido: 3.417V
Corriente medida en serie después de la resistencia correspondiente a cada led (Figura 2).
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Figura 2 Corriente medida: 23.281mA
Desarrollo Practicó
Verificar el funcionamiento de la fuente a utilizar.
Energizar el circuito
Medir el voltaje a partir de la resistencia correspondiente al led como se mostraba en la simulación y corroborar que tenga al menos 2V. Registrar el voltaje medido. 3.15V Medir la corriente que le llega al led. 22mA Pedirle al profesor la comprobación de circuito mediante un dato en cualquier base Determinar el número en binario para ingresarlo en el circuito. 167XX10 1(71)+6(70)=1310 1310XXXX2 ⸫ 131011012 13 1 6 0 3 1 0 1 Recolectar la firma de aprobación del profesor y anexarla al reporte.
Análisis de E rr ores La variación que hubo en la medición de la corriente se debe a los valores de las resistencias ya que el valor calculado es de 186Ω y el valor que logre mediante las resistencias comerciales es de 172Ω por lo cual la corriente disminuyo. Además de que el valor de voltaje que ocupo la tira de leds no fue la especificada por la hoja de datos.
Conclusiones
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Mediante esta práctica pude elaborar un circuito mediante el cual activamos leds con un voltaje establecido por la tecnología TTL. Es necesario tener unos buenos cálculos ya que los dispositivos que usaremos nos piden un voltaje y una corriente establecida para funcionar de una manera adecuada y que no haya errores. Es necesario tomar muy en cuenta en los sistemas digitales las hojas de datos y saber bien el análisis que daremos para poder tener la corriente y voltaje necesario.
Bibliografía Anderson Julian Vargas Franco, L. A. (s.f.). Universidad Nacional de Colombia. Obtenido de http://gmun.unal.edu.co/ijaramilloj/cursos/tecnicas/exposiciones/Exposici%C3%B3n%2006/ Resumen%20TTL.pdf Guerny. (18 de Febrero de 2009). Infoavenida. Obtenido de http://infoavenida.blogspot.mx/2009/02/polarizar-un-led.html Mayra, H. H. (2015). Universidad Autonoma del Estado de México. Obtenido de http://ri.uaemex.mx/bitstream/handle/20.500.11799/59268/Tesis%203-splitmerge.pdf?sequence=3
