INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Elécrica !Unidad Tico"án# Ingeniería en Aeronáuica $ise%o y consrucci&n DISPOSITIVOS ANALÓGICOS Y DIGITALES DIGITALES Práctica 4: El contador digital
''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Inegranes( Cruz !rnánd!z Eduardo Al"!rto Ortiz Cruz Anna *ar!n +o%!ro C,á-!z Lui) A),l!.
*rupo( /A'0
Cali)icaci&n( ''''''''''''''''''' 1!c,a d! !la"oraci2n: 3 d! Dici!%"r! d!l 05/ 1!c,a d! !ntr!ga: 5/ d! Dici!%"r! d!l 05/
Pro)esor( Ing# $i%&n!z 'art(n!z $ulio C&)ar
Objetivo • •
Diseñar un contador digital. Construir y experimentar el contador digital para la observación de su comportamiento.
Material • • • • • • • • •
Hoja de datos (datasheet del !"#$"!% !"#$&' y display de nodo com)n * decodi+cadores !"#$"! * contadores !"#$&' (o !"#$&, - display nodo com)n de ! segmentos - rotoboard Cable tele/ónico. Osciloscopio digital de dos canales con un ancho de banda de ",Mh0 1uente de alimentación de 2v 3egulador de /recuencias
Marco 4eórico Contador electrónico. 5n contador es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas (6ip76ops conectados en cascada% cuyo n)mero varia en dependencia de la escala de conteo 8ue se necesita. Cuando un contador tiene n 6ip76ops y avan0a por todos los estados posibles antes de regresar a su estado inicial% su módulo es * n y decimos 8ue su base es *n o 8ue es un contador de n bits. 5n contador digital es constituido exactamente en igual /orma 8ue un divisor de /recuencia. 9l contador binario% en si es un contador 8ue muestra el resultado en numeración binaria o de base dos% donde a cada salida del contador se le denomina bit% este bit pude tomar solo dos valores :- lógico; (valor de voltaje alto o :, lógico; (valor de voltaje aproximadamente cero.
Contadores as>ncronos o de propagación $on a8uellos cuya señal de reloj viene de la salida ? del 1lip71lop anterior. $u principal desventaja es el retardo en la propagación. Cuando se conectan muchos 11 en serie% se va acumulando un retardo 8ue puede llegar a ser signi+cativo •
Contadores $>ncronos 4odos los 11 cambian con respecto a una señal de reloj. @o tienen retardo de propagación •
5n registro de despla0amiento a la derecha (contador anillo es a8uel en el 8ue la salida ? del 1lip71lop ubicado en el lado derecho o menos signi+cativoA se realimenta a la entrada D del 1lip71lop de la i08uierda o ms signi+cativo% est con+guración recibe el nombre de contador de anillo. 5n contador de anillo tiene una cantidad de estados igual al n)mero de 1lip7 1lop y tiene un solo bit - y los dems bits son ,. 5n registro de despla0amiento a la derecha en el 8ue la salida ?B del 1lip71lop ubicado en el lado derecho o menos signi+cativoA se realimenta a la entrada D del 1lip71lop de la i08uierda o ms signi+cativo se llama contador ohnson. 5n contador ohnson tiene una cantidad de estados igual al doble del n)mero de 1lip71lop. #as instrucciones de corrimiento% 8ue son parte de la capacidad lógica de la computadora% pueden reali0ar las siguientes acciones -. Hacer re/erencia a un registro o dirección de memoria. *. 3ecorre bits a la i08uierda o a la derecha. '. 3ecorre hasta E bits en un byte% -F bits en una palabra y '* bits en una palabra doble.
". Corrimiento lógico (sin signo o aritm=tico (con signo. #os contadores 8ue estn diseñados para aprovechar al mximo los cuatro bits del medio byte de salida% se llaman contadores H9G
9n algunas aplicaciones es importante poder programar di/erentes bases de conteo en un mismo contador por medio de conmutadores o de datos en las entradas de reset. Tiempo de acarreo en contadores
9l acarreo en un contador es el tiempo re8uerido por el mismo para complementar la respuesta a un pulso de entrada. 9l tiempo de acarreo para un contador% es el tiempo mximo 8ue toma la respuesta del mismo al pulso de entrada. Contadores monolíticos
Contadores construidos a base de integrados con distintas bases de conteo para ser usados en los sistemas digitales% por ser ms con+ables% ms económicos y ms pe8ueños. #a /amilia 44# es la ms utili0ada. Aplicaciones • • •
3elojes y tempori0adores Divisores de /recuencia 1recuenc>metros
Desarrollo •
9n la tablilla de experimentación puede montarse de esta manera.
•
Con ayuda de un generador de ondas% inyecte pulsos cuadrados de -,H0 en la patilla -" del circuito integrado !"#$&'% para 8ue este inicie el conteo. @ota se puede sustituir el generador de ondas con la señal del circuito integrado 222 6ip76op o con pulsos manuales.
Descripción del circuito: En cuanto se energiza el circuito, este comienza a contar de 0 a 99 y reinicia el ciclo, contando los pulsos que el generador de ondas introduce en el primer circuito 74LS93, este emite seales en sus 4 salidas que son interpretadas por el circuito 74LS47, el cual se comporta como con!ersor de sistema "#D a decimal y las traduce en seales que se pueden presentar en el sistema decimal por medio de los displays, el primer con$unto de circuitos integrados %un 74LS93 y un 74LS47& cuentan las unidades, mientras que el segundo con$unto cuenta las decenas' •
5tili0ando el osciloscopio obtenga la señal de ?-% ?*% ?'% ?"% del primer contador y despu=s ?-% ?*% ?'% ?" del segundo y registre las /ormas de onda. Del Primer conjunto de circuitos integrados
?- (#a señal de arriba% ?* (#a señal de abajo
?' (#a señal de arriba% ?" (#a señal de abajo
Del segundo conjunto de circuitos integrados
?- (#a señal de arriba% ?* (#a señal de abajo
?' (#a señal de arriba% ?" (#a señal de abajo Como se puede observar en las imgenes% todas las señales tienen /recuencias% periodos y amplitudes di/erentes% esto es debido a 8ue el circuito !"#$&' emite señales de salida de acuerdo al código ICD% por lo 8ue las señales 8ue emite cambian de valor bajo a alto y viceversa contando en binario de ,,,, al -,,para posteriormente reiniciar el ciclo. •
Desconecte el contador - del contador *.
Observaremos como el contador solo puede contar en decimales% con un solo display. •
3etire la conexión entre la terminal - y -* del contador -.
Observaremos 8ue el contador solo cambia entre , y -.
Conclusiones Cruz Hernández Eduardo Alberto
9l uso de contadores es un claro ejemplo de uso de 6ip76ops ya la /unción primordial de estos es dar cambios de señal o dar impulsos 8ue se puedan demostrar digitalmente% el uso de 6ip76ops prcticamente es en base al intercambio de valores altos o bajos% ahora% si se implementa una secuencia de 6ip76ops 8ue est=n conectados entre s> en /orma de 8ue cambien sus salidas dependiendo de los valores de salida de otros precedentes a uno se puede reali0ar una secuencia en ciclos ms conocida como una serie num=rica en binario donde cada 6ip76op representa - bit y se puede expresar de varias /ormas. 9n la prctica se mostró la experimentación de estos circuitos mediante los cuales se comprueba el uso de 6ip76ops al tener como entrada un voltaje% la señal de reloj 8ue /ue implementada por el regulador de /recuencias% donde tambi=n pudo haber sido sustituida por un circuito integrado 222 como en la prctica pasada% y sobre todo se vio el resultado de los cambios en el mismo display. 9l uso de estos circuitos% principalmente por el uso de 6ip76ops% puede extenderse al llegar a otras aplicaciones como lo son en relojes digitales% conteos extendidos% sem/oros% reguladores de señales% indicadores de velocidad% entre otras muchas aplicaciones con lo cual es de gran importancia saber su uso ms adecuado para la industria.
Ortiz Cruz Anna Karen
9l contador binario% en si es un contador 8ue muestra el resultado en numeración binaria o de base dos en la prctica lo juntamos con otro para 8ue la numeración creciera hasta el numero && adems estos bits de salida del contador binario tienen un orden establecido donde tomando de derecha a i08uierda el primero es el bit menos signi+cativo y el ultimo es el bit ms signi+cativo. 9l des/asamiento del primero 8ue era el de la unidades con el segundo de las decenas al ser de --, reali0aba el conteo del ,, al && el problema de esta prctica adems de los cambios de las conexiones /ue el no controlar la /recuencia ya 8ue para nuestra vista era di/>cil saber si el circuito /uncionaba adecuadamente pero con una de video logramos saber 8ue estaba bien ese cambio de /recuencia se puede cambiar colocando en ve0 de un generador de señales agregar el circuito de la practica anterior del 222 para 8ue este sea nuestro pulso de reloj% la base de estos contadores son una escala de 6ip76ops y vimos lo )tiles 8ue son para los dispositivos el=ctricos 8ue tenemos hoy en d>a.
Romero Cá!ez "uis Asle#
9n la prctica se pudo observar el /uncionamiento de un circuito integrado 8ue es capa0 de contar los pulsos 8ue le son introducidos y trans/ormarlas en salidas de código binario en ICD% el cual /ue el !"#$&' y otro circuito% el !"#$"! 8ue es el int=rprete de estas señales y las convierte en señales 8ue se pueden representar en el sistema decimal. 9ste tipo de circuitos son muy empleados en una gran cantidad de dispositivos electrónicos% por no decir en todos% ya 8ue este tipo de circuitos nos permite contar tiempos% pulsos% por ejemplo en una l>nea de producción% sirven para contabili0ar la cantidad de art>culos 8ue salen de la l>nea% o en un DJD nos permiten visuali0ar el tiempo 8ue se lleva reproduciendo una pel>cula% adems se pueden seleccionar ciertas combinaciones de salidas a los display para 8ue cuando se llegue a esa con+guración otro circuito di/erente sea activado% la versatilidad del contador lo hace indispensable en cual8uier dispositivo electrónico. 9n nuestro caso el circuito ten>a unas dimensiones muy grandes para las 8ue normalmente se llegan a usar por ejemplo en relojes% celulares% computadoras% etc.
Iibliogra/>a •
Microelectronics% acob Millman% -&!&
•
9lectrónica Digital. ulio D>a0 Calvo. 9ditorial ueblo y 9ducación% -&E&
•
httpKKLLL.ecured.cuKContadorelectrNC'NI'nico
•
httpKKmiitronic.blogspot.mxK*,-'K,&Kcontador7binario.html
