Laboratorio 9 contador sincrónico de 4 y 6 etapas

LABORATORIO 9: CONTADOR SINCRONICO DE 4 Y 6 ETAPAS

VIDEO:https://www.youtube.com/watch?v=gANqmzQoakM&feature=youtu.be

      I.     CAPACIDAD TERMINAL

●        Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

●        Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

●        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

    II.     COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN

●        Diseñar e implementar de un contador síncrono de 4 etapas:

●        Diseñar e implementar de un contador síncrono de 6 etapas:

3. CONTENIDOS A TRATAR

●        Contadores síncronos.

CONTADORES SÍNCRONOS

 Los contadores síncronos se diferencian de los asíncronos en que la señal de reloj va a ser común a todos los biestables, lo que va a motivar que todos los cambios se produzcan a la vez, solventando de esta forma los problemas que presentaban los asíncronos enunciados en el apartado anterior. Como inconveniente, necesitan una lógica adicional conectada a las entradas de los biestables; lógica que vamos a tener que diseñar siguiendo un proceso que en ocasiones puede resultar largo y laborioso. En la figura 2 se muestra el esquema interno de un contador síncrono. Los bloque lógicos que aparecen en la imagen son puertas lógicas básicas (AND, OR, NOT…) cuyas entradas son las salidas de los biestables, o sea, el estado del contador en cada momento.

Al comparar el circuito síncrono y el asíncrono, podremos observar diferencias muy marcadas:

En este circuito, todas las entradas de reloj (CP) están conectadas a un mismo punto, logrando así que la señal de reloj sea la misma para todos los FF del contador.

1. Únicamente el primer BIT (FF) tiene sus entradas "J-K" conectadas a V+, y por consiguiente, será el único que se complemente (Toggle) libremente, los demás dependen de una combinación en las salidas para poder complementarse.
2. Es primordial el uso de otro tipo de circuitos digitales además de los FF, en este caso, un par de compuertas AND, una de dos entradas y una de tres entradas.

A.    Observaciones:

Se observo que un contador sincrónico controla todos los biestables con una misma señal,es decir la señal del reloj llega a todos los biestables.

B. Conclusiones:

Se logro aprender las diferencias entre un reloj sincrónico y asincronico logrando identificar las aplicaciones de la electrónica digital.

Se identifico las unidades y dispositivos de almacenamiento de información implementando la logica combinacional y secuencial.

Se logro demostrar un sincrono de 4 etapas y seis etapas en la cual la diferencia fue que el primero contaba de 0-3 ,y el segundo cuenta de 0-5.

 ¿Qué he aprendido de esta experiencia? 

He aprendido a diseñan sistemas eléctricos y los implementan un sincrono de seis y cuatro etapas.

Laboratorio Nº8 Proyecto contador 2 digitos

LABORATORIO Nº8 PROYECTO CONTADOR DE DOS DÍGITOS

VIDEO:https://www.youtube.com/watch?v=DnnOIofgm5g

      I.     CAPACIDAD TERMINAL

●        Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

●        Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

●        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

    II.     COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESION

●        Implementación de circuitos temporizadores.

●        Implementación de circuitos generadores de clock.

●        Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

3. CONTENIDOS A TRATAR

●        Circuitos Temporizadores

●        Circuitos Generadores de Clock.

●        Aplicaciones con contadores.

  IV.     RESULTADOS

●        Diseñan sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.

TEORIA

Contador:

Un contador es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaces de almacenar y contar los impulsos (a menudo relacionados con una señal de reloj), que recibe en la entrada destinada a tal efecto, así mismo también actúa como divisor de frecuencia. Normalmente, el cómputo se realiza en código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural (contador de décadas). Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados, y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo que haremos es añadir un circuito combinacional.

Clasificación de contadores de un circuito de secuencia:

·         Según la forma en que conmutan los números, podemos hablar de contadores numeradores (todos los números conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los números conmutan uno tras otro).

·         Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UP-DOWN o numéricos(alterna en ascendentes o descendentes según la señal de control).

·         Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits, desde 0 hasta ), contadores BCD (cuentan del 0 al 9).

El número máximo de estados por los que pasa un contador se denomina módulo del contador(Número MOD). Este número viene determinado por la expresión 2^n donde n indica el número de bits del contador. Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados, y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo que haremos es añadir un circuito combinacional.

Circuitos secuenciales:

 Un circuito cuya salida depende no solo de la combinación de entrada, sino también de la historia de las entradas anteriores se denomina Circuito Secuencial. Es decir aquellos circuitos en que el contenido de los elementos de memoria sólo puede cambiar en presencia de un pulso del reloj . Entre pulso y pulso de reloj, la información de entrada puede cambiar y realizarse operaciones lógicas en el circuito combinacional, pero no hay cambio en la información contenida en las células de memoria.

Funcionalidad:

El circuito secuencial debe ser capaz de mantener su estado durante algún tiempo, para ello se hace necesario el uso de dispositivos de memoria. Los dispositivos de memoria utilizados en circuitos secuenciales pueden ser tan sencillos como un simple retardador (inclusive, se puede usar el retardo natural asociado a las compuertas lógicas) o tan complejos como un circuito completo de memoria denominado multivibrador biestable o Flip Flop.
La salida del elemento de retraso es una copia de la señal de entrada retraso un determinado tiempo; mientras que la salida del elemento de memoria copia los valores de la entrada cuando la señal de control tiene una transición de subida, por lo que la copia no es exacta, sino que sólo copia lo que interesa. Por lo tanto, el modelo clásico de un sistema secuencial consta de un bloque combinacional,que generará la función lógica que queramos realizar, y un grupo de elementos de memoria con una serie de señales realimentadas.

A.  Observaciones 

-Se observo que el contador funciona como un circuito secuencial capaz de almacenar y contar impulsos.

-Se observo que el contador puede funcionar de forma ascendente y descendente.

-Uno de los contadores estaba dañado por lo cual el circuito no funcionaba.

B. Conclusiones. 

●        Se identifico las aplicaciones de la Electrónica Digital.

●        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial con circuitos temporizadores logrando demostrar el uso y funcionalidad del contador en los diversos casos.

C.¿Qué he aprendido de esta experiencia? 

-Se aprendió a simule e implemente el circuito contador ASCENDENTE / DESCENDENTE conectado a un circuito DECODIFICADOR y un DISPLAY de 7 segmentos comprobando su funcionamiento experimentalmente. 

         - Se aprendió a armar un contador desde 00 hasta 99 y también que se detenga en cero 

          logrando así la experimentación respectiva.

MODULO CONTADOR CON GENERADOR DE RELOJ

LABORATORIO Nº7

MAITE PACUALA VILLAVICENCIO

      I.     CAPACIDAD TERMINAL

●        Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

●        Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

●        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

    II.     COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN

●        Implementación de circuitos generadores de clock.

●        Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

3. CONTENIDOS A TRATAR

●        Circuitos Temporizadores

●        Circuitos Generadores de Clock.

●        Aplicaciones con contadores.

Marco teorico:

Astable

En electrónica, un astable es un circuito multi-vibrador que no tiene ningún estado estable, lo que significa que posee dos estados inestables entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores. Entre sus múltiples aplicaciones se cuentan la generación de ondas periódicas (generador de reloj) y de trenes de pulsos.

Funcionamiento

Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciaran la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro.

Supongamos que es TR-1 el que conduce primero. En estas condiciones el voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios, por lo que C-1 comenzará a cargarse a través de R-2, creando al principio una muy pequeña diferencia de potencial entre sus placas y, por tanto, trasladando el voltaje próximo a 0 hasta la base de TR-2, que se pondrá en corte. Cuando el voltaje en C-1 alcance los 0,6 V, TR-2 comenzará a conducir, pasando la salida a nivel bajo (tensión próxima a 0V). C-1, que se había cargado vía R-2 y unión base-emisor de TR-2, se descargará ahora provocando el bloqueo de TR-1.

C-2 comienza a cargarse vía R-3 y al alcanzar la tensión de 0,6 V provocará nuevamente la conducción de TR-1, la descarga de C-1, el bloqueo de TR-2 y el pase a nivel alto (tensión próxima a Vcc (+) de la salida Y).

A partir de aquí la secuencia se repite indefinidamente, dependiendo los tiempos de conducción y bloqueo de cada transistor de las relaciones R-2/C-1 y R-3/C-2. Estos tiempos no son necesariamente iguales, por lo que pueden obtenerse distintos ciclos de trabajo actuando sobre los valores de dichos componentes.

Mono-estable

El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho período, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable.

Funcionamiento

Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciarán la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro.

Supongamos que es TR-2 el que conduce primero. El voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios (salida Y a nivel bajo), por lo que la tensión aplicada a la base de TR-1 a través del divisor formado por R-3, R-5 , será insuficiente para que conduzca TR-1. En estas condiciones TR-1 permanecería bloqueado indefinidamente.

Pero si ahora aplicamos un impulso de disparo de nivel alto por la entrada T, el transistor TR-1 conducirá y su tensión de colector se hará próxima a 0 V, con lo que C-1, que estaba cargado a través de R-1 y la unión base-emisor de TR-2, se descargará a través de TR-1 y R-2 aplicando un potencial negativo a la base de TR-2 que lo llevará al corte (salida Y a nivel alto) . En esta condición la tensión aplicada a la base de TR-1 es suficiente para mantenerlo en conducción aunque haya desaparecido el impulso de disparo en T.

Seguidamente se inicia la carga de C-1 a través de R-2 y TR-1 hasta que la tensión en el punto de unión de C-1 y R-2 (base de TR-2) sea suficiente para que TR-2 vuelva a conducir y TR-1 quede bloqueado. La duración del periodo cuasi estable viene definido por los valores de C-1 y R-2.

Contadores en forma ascendente y descendente

Simulaciòn con un contador binario en circuito integrado (74193):

Pruebas:

Observaciones:

-  Se observo que algunos displays estaban en mal estado por ello lo sustituimos por otro.
-Se observo que para la utilización del clock se puede hacer en cuenta regresiva y ascendente y también con niveles de tiempo estipulados.

CONCLUSIONES:

 -Logramos Diseñar sistemas eléctricos e implementamos, gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.
-Se logro la implementación de circuitos generadores de clock, utilizando el display de 7 segmentos, decodificador(7443)/ y contadores ascendente y descendentes U/D(74153).
-  Se logro la implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

VIDEO:https://youtu.be/Y7yiCdHrou8

“CIRCUITOS CONTADORES CON FLIP FLOPS ”
LABORATORIO N° 06

Maite Pacuala Villavicencio

      I.     CAPACIDAD TERMINAL

●        Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

●        Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.

●        Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

    II.     COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN

●        Implementación de circuitos monoestables.

●        Implementación de circuitos contadores con Flip Flops JK.

●        Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

3. CONTENIDOS A TRATAR

●        Circuitos Monoestables

●        Circuitos Contadores Ascendentes y Descendentes.

●        Aplicaciones con circuitos contadores.

Marco teórico:

El flip flop es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados (biestables), que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Los Flip-flops son ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas “registros”, para el almacenamiento de datos numéricos binarios.

SUS CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES SON:

•  Asumen solamente uno de dos posibles estados de salida.
• Tienen un par de salidas que son complemento una de la otra.
• Tienen una o mas entradas que pueden causar que el estado del Flip-Flop cambie.

PUEDEN CLASIFICARSE EN DOS:

• Asíncronos: Sólo tienen entradas de control. El mas empleado es el flip flop RS. 
• Síncronos: Ademas de las entradas de control necesita un entrada sincronismo o de reloj.

Flip-Flop R-S (Set-Reset)

Utiliza dos compuertas NOR. S y R son las entradas, mientras que Q y Q’ son las salidas (Q es generalmente la salida que se busca manipular.)

La conexión cruzada de la salida de cada compuerta a la entrada de la otra construye el lazo de reglamentación imprescindible en todo dispositivo de memoria.

El latch (ò cerrojo) :es un tipo de dispositivo de almacenamiento temporal de dos estados (biestables), que se suele agrupar en una categoría diferente a la de los flip-flops. Básicamente, los latches son similares a los flip-flops, ya que son también dispositivos de dos estados que pueden permanecer en cualquier de sus dos estados gracias a su capacidad de realimentacion, lo que consiste en conectar (realimentar) cada una de las salidas a la entrada opuesta

1.    Determine la Ecuación Lógica y la Tabla de Verdad del circuito mostrado.

 R'.q+S=Q

ARMAR EL CIRCUITO EN PROTEUS:

CONECTE 4 FLIP-FLOPS DE LA FORMA MOSTRADA PARA FORMAR UN CONTADOR:

CONECTAR UN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS CON DECODIFICADOR:

SIMULACION EN PROTEUS:

OBSERVACIONES:

• Los pulsadores del módulo estuvieron malogrados. 
• Algunos cables estuvieron en mal estado, lo cual dificultó el procedimiento. 
• Los chips que se nos proporcionó no funcionaban correctamente. 
• Hay que tener cuidado con la alimentación del circuito integrado 7476 no es como la gran mayoría de la familia TTL el pin 13 va a tierra(GND) y pin 5 a +5V. 
• el circuito integrado 7476 tiene 2 flip-flops J-K incorporadas independientemente.

Conclusiones:

• Se aprendió que este tipo de circuitos, almacenan información limitada, y se sigue este principio para muchos sistemas. 
• A través de esta práctica aprendimos acerca de los flip flop que son celdas binarias que son capaces de almacenar 1 bit de información, los cuales están conformados por las entradas del mismo, las cuales se marcan como J y K y sus salidas marcadas como Q y Q´, además están integrados por una entrada de reloj, así como por el clear y preset. 
• La aplicación de la Electrónica Digital nos sirvió de mucha ayuda para este laboratorio y la aplicación de la simulación respectiva.

n  

VIDEO:
https://www.youtube.com/watch?v=LtHVXSSX35c&feature=youtu.be