Laboratorio N3
Circuitos Contadores
1. Capacidades Terminales:
- Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
- Describir el funcionamiento de la unidades y dispositivos de almacenamiento de Información.
- Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.
2. Fundamento Teórico:
2.1 Números Binarios:
A comparación de su contraparte decimal que utiliza 10 dígitos, la numeración binaria utiliza solamente 2 dígitos, estos dígitos se componen enteramente de 1 y 0 por lo que las representaciones de los números decimales en binarios variarán como se mostrara en el siguiente tabla:
2.2 Circuitos Sumadores:
Los circuitos sumadores realizan la adición de dos números binarios, es parecida a la compuerta lógica OR. Su forma de operar es parecida a la decimal, solo que al sumar se tendría que memorizar la representación binaria de los números iniciales (1=01; 2=10; 3=11) para que se tenga en cuenta los acarreos.
Puede ser representado de las siguientes formas:
2.3 Circuitos Decodificadores:
Son circuitos combinacionales integrados que disponen de n entradas y un número de salidas igual o menor a 2n, actúan de modo que según cual sea la combinación de las variables de entrada se activa una única salida, permaneciendo el resto de ellas desactivada.
Suelen disponer de una entrada adicional denominada de inhibición o strobe de modo que cuando esta entrada se encuentra activada, pone todas las salidas a 0.
2.4 Decodificadores BCD a 7 segmentos:
2.5 Circuitos Contadores:
Un contador es un circuito secuencial construido a partir de biestable y puertas lógicas capaz 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.
Son circuitos digitales lógicos secuenciales de salida binaria o cuenta binaria, característica de temporización y de memoria, por lo cual están constituidos a base de flip flops. Este tipo de contador se utilizan 4 flip flops en modo de conmutación, con entradas de reloj ÇP0 y ÇP1 en donde ÇP1 es la entrada de reloj del segundo flip flops por lo que para formar un contador de 4 bits mod-16 hay que conectar la salida del primer flip-flop de manera externa (puente) con la entrada ÇP1, quedando ÇP0 como la entrada de reloj del contador. También tiene dos entradas de reset (MR1 y MR2) las cuales no se deben dejar desconectadas (flotando) porque, como estas se activan en ALTA, al estar flotando toman un nivel ALTO lo que mantendría en reset al contador.
3. Problema Propuesto:
Desarrollar la siguiente tabla de Suma de Números Binarios:
4. Solución del Problema:
4.1 Desarrollo Teórico:
Procedemos a realizar la suma de cada uno de los números Binarios de la tabla según lo aprendido (Desarrollo en el video), resultando las siguientes cifras:
4.2 Simulación:
Procedemos a desarrollar la simulación del circuito de suma y de decodificación para que podamos convertir nuestras cifras binarias en un número decimal.
Nota: El orden de los dos binomios se debe considerar de arriba hacia abajo.
4.3 Implementación del Circuito:
Ya analizado y desarrollado en el software "Proteus" el circuito sumador y decodificador de cifras procedemos a implementar el circuito con las herramientas suministradas.
5. Cuestionario:
5.1 ¿Qué sucede si la sumatoria es superior a 9? ¿Qué número se muestra en el display y por qué?
5.2 En el CI7448, ¿Para que se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT?
5.3 En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿Para qué sirven las entradas LE, RBI y salida RBO?
5.4 Trate de modificar el circuito del simulador para mostrar una suma de 2 dígitos:
Al desarrollar el circuito en el software Proteus este seria de la siguiente forma:
UN BREVE VIDEO DEL TALLER ELAVORADO
6. Observaciones:
8. Integrantes:
2.1 Números Binarios:
A comparación de su contraparte decimal que utiliza 10 dígitos, la numeración binaria utiliza solamente 2 dígitos, estos dígitos se componen enteramente de 1 y 0 por lo que las representaciones de los números decimales en binarios variarán como se mostrara en el siguiente tabla:
Fuente Propia
En caso nosotros queramos convertir un decimal a binario lo que se debe hacer es dividir dicho número decimal entre dos de la siguiente manera:
Nota: Se lleva un submúltiplo en el número (10111) para mostrar que está en la numeración binaria, esto no sucede con los decimales ya que contienen números del 1 al 9
Nota: Se lleva un submúltiplo en el número (10111) para mostrar que está en la numeración binaria, esto no sucede con los decimales ya que contienen números del 1 al 9
Por otro lado para poder convertir un binario a decimal se debe de seleccionar las cifras uno (1) y según su orden considerarlas en una sucesión del potencias de 2. Posteriormente se suma los números que representan las cifras 1 en el número binario. Como se muestra en la siguiente figura:
2.2 Circuitos Sumadores:
Los circuitos sumadores realizan la adición de dos números binarios, es parecida a la compuerta lógica OR. Su forma de operar es parecida a la decimal, solo que al sumar se tendría que memorizar la representación binaria de los números iniciales (1=01; 2=10; 3=11) para que se tenga en cuenta los acarreos.
Puede ser representado de las siguientes formas:
2.3 Circuitos Decodificadores:
Son circuitos combinacionales integrados que disponen de n entradas y un número de salidas igual o menor a 2n, actúan de modo que según cual sea la combinación de las variables de entrada se activa una única salida, permaneciendo el resto de ellas desactivada.
Suelen disponer de una entrada adicional denominada de inhibición o strobe de modo que cuando esta entrada se encuentra activada, pone todas las salidas a 0.
2.4 Decodificadores BCD a 7 segmentos:
Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglos de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display ó dispositivo alfanumérico de 7 segmentos.
El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se muestran a continuación en las especificaciones del fabricante.
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2.5 Circuitos Contadores:
Un contador es un circuito secuencial construido a partir de biestable y puertas lógicas capaz 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.
2.6 Contador síncrono de 4 bits:
Son circuitos digitales lógicos secuenciales de salida binaria o cuenta binaria, característica de temporización y de memoria, por lo cual están constituidos a base de flip flops. Este tipo de contador se utilizan 4 flip flops en modo de conmutación, con entradas de reloj ÇP0 y ÇP1 en donde ÇP1 es la entrada de reloj del segundo flip flops por lo que para formar un contador de 4 bits mod-16 hay que conectar la salida del primer flip-flop de manera externa (puente) con la entrada ÇP1, quedando ÇP0 como la entrada de reloj del contador. También tiene dos entradas de reset (MR1 y MR2) las cuales no se deben dejar desconectadas (flotando) porque, como estas se activan en ALTA, al estar flotando toman un nivel ALTO lo que mantendría en reset al contador.
Desarrollar la siguiente tabla de Suma de Números Binarios:
4. Solución del Problema:
4.1 Desarrollo Teórico:
Procedemos a realizar la suma de cada uno de los números Binarios de la tabla según lo aprendido (Desarrollo en el video), resultando las siguientes cifras:
4.2 Simulación:
Procedemos a desarrollar la simulación del circuito de suma y de decodificación para que podamos convertir nuestras cifras binarias en un número decimal.
Nota: El orden de los dos binomios se debe considerar de arriba hacia abajo.
SIMULACIÓN PARTE PRACTICA
4.3 Implementación del Circuito:
Ya analizado y desarrollado en el software "Proteus" el circuito sumador y decodificador de cifras procedemos a implementar el circuito con las herramientas suministradas.
5. Cuestionario:
5.1 ¿Qué sucede si la sumatoria es superior a 9? ¿Qué número se muestra en el display y por qué?
La suma supera a 9 los valores de la
salida salen error por ello las luces , se muestran con un tipo de error en el
display 7 segmentos.
5.2 En el CI7448, ¿Para que se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT?
Los pines
LT, RBI y BI/RBO. Son todas salidas (de aa g) activas a nivel bajo, al
igual que lo son LT (Lamp Test), RBI (Ripple Blanking Input) y BI/RBO (Blanking
Input/Ripple Blanking Output). Cuando se aplica un nivel bajo a la entrada LT y
la entrada BI/RBO esta a nivel alto, se encienden todos los segmentos del
display. La entrada de comprobación se utiliza para verificar que ninguno de
los segmentos del display. La entrada de comprobación se utiliza para verificar
que ninguno de los segmentos esta fundido.
El circuito integrado 7448 o
subfamilia (74LS48, 74F48, 74S48, 74HCT48,..) es un circuito integrado que
convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que
permiten activar un display de 7 segmentos de cátodo común en donde la posición
de cada barra forma el número decodificado.
5.3 En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿Para qué sirven las entradas LE, RBI y salida RBO?
- LT. Lamp Test.
- RBI. Ripple Blanking Input.
Cuando es cierta, nivel bajo Y A, B,
C, D, son falsos, nivel bajo, se harán falsas las salidas desde la “a” hasta la
“g”
Esto se utiliza para apagar los
ceros a la izquierda en sistemas de más de una cifra.
01 no encenderá el 0
101 si encenderá el 0 de las
decenas.
- BI/RBO. Blanking Input o Ripple Blanking Output.
Se utiliza para apagar los ceros a
la izquierda en sistemas con más de un Display.
5.4 Trate de modificar el circuito del simulador para mostrar una suma de 2 dígitos:
Al desarrollar el circuito en el software Proteus este seria de la siguiente forma:
UN BREVE VIDEO DEL TALLER ELAVORADO
6. Observaciones:
Se tuvo algunos
inconvenientes con los sumadores puesto que estaban malogrado
retrasando la experiencia del laboratorio de electrónica, hay que
verificar los conectores o cables antes de armar el circuito, eso se puede
hacer cerrando en circuito de in y or, Con ayuda del programa lapsof, este programa prueba las diferentes
funciones y luces. Hay que ser muy cuidadosos al momento de retirar los conectores del
circuito, agarrarlos de la base y no del cable ya que podrían romper. Considerar siempre los parámetros de los componentes electrónicos y
seguir cuidadosamente los pasos ya que algún cambio de voltaje, corriente, etc.
Podría malograr los equipos. Cada componente electrónico tiene una función, código esto ayuda a
mejorar el armado del circuito en el protoboard.
7. Conclusiones:
Se pudo comprobar la forma de
uso de un sumador, actúa con los dígitos binarios, teniendo 10 dígitos desde el
0 hasta el 9, esto es la lectura con códigos binarios. Haciendo uso de este
sumador podemos llegar a dígitos de 2 cifras, llegando hasta el 99. Y añadiendo
más sumadores y otro decodificador podemos llegar a mas cifras de
números. Estos dígitos se muestran gracias a nuestro decodificador,
este se encarga de transformar esos números binarios en un número cardinal, y
lo refleja mediante una pantalla mostrándonos en número en sí. Es muy
importante realizar los circuitos en los simuladores, ya que en estos podremos
observar algunas fallas que tenga el circuito y corregirlas en el mismo Se ha
demostrado que toda la programación o el lenguaje está dada por el código
binario tanto en equipos electrónicos, como eléctrico.
8. Integrantes:
- Mendoza Aguilar, Elard Alonso.
- Mendoza Ruiz, Eduardo Fernando.
- Moroco Hancco, Angel Joel.
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