UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS

ESPE - L

ASIGNATURA:

CIRCUITOS DIGITALES

ESTUDIANTES:

BALSECA JHON

CUCHIPARTE BRIAN

NIVEL:

TERCERO “B”

FECHA:

20/11/13

TEMA:

APLICACIÓN DE CONTADORES CON FLIP-FLOP

OBJETIVO:

Construir y ensamblar un circuito mediante la implementación de los conocimientos adquiridos sobre contadores con flip-flops para aplicarlos en la vida diaria.

MATERIALES:

1 silbador de 5v. 1 res. de 4.7k 1 res. de 1k 1 res. de 330 1 final de carrera. 1 compuerta and. (74ls08) 1 compuerta nand. (74ls00) 1 codificador (74ls47) 1 timer (lm555) 2 integrados flip-flopjk (74ls76) Fuente de 5v. 1 condensador de 100pF. 1 condensador de 100microF. 2 led´s. 1 display de 7 segmentos(ánodo común).

MARCO TEÓRICO

CONFIGURACIÓN INTERNA DE UN FLIP-FLOP JK

El "flip-flop" J-K, es el más versátil de los flip-flops básicos. Tiene el carácter de seguimiento de entrada del flip-flop D sincronizado, pero tiene dos entradas, denominadas tradicionalmente J y K. Si J y K son diferentes, la salida Q toma el valor de J durante la subida del siguiente pulso de sincronismo.

CONFIGURACION INTERNA DE UN TIMER 555

El 555 viene en paquete de ocho pines de doble línea. En el interior del chip hay un conjunto de circuitos que sirven como bloques de construcción para un interruptor electrónico de alta velocidad. En total, el CI tiene 28 transistores. No funciona como un temporizador por sí mismo, sino que depende de un puñado de condensadores y resistencias externas para ello; la forma en la que estén conectados estos componentes externos determinará lo que el 555 hará. El 555 tiene un componente hermano, el 556, que combina dos temporizadores independientes de 555 en un paquete de 14 pines.

CONFIGURACION DEL 555 COMO AESTABLE

 [segundos]

y

 [segundos]

La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula: 

el período es simplemente:

 

INTEGRADO 74LS47

Este Circuito Integrado es el más utilizado para convertir las entradas del Código Binario Decimal (8-4-2-1) a Dígitos de 0 al 9.Con el Display de 7 Segmentos se demuestra los dígitos de 0 al 9 según la combinación de sus entradas.

Se sabe que trabaja con 4 entradas y que tienen los siguientes valores (8-4-2-1). Por ejemplo: Si están activados las entradas 2 y 3 (se cuenta de derecha a izquierda), en el display se verá el dígito 6 (seis), ya que se suman los valores de las entradas que en este caso sería (2=2; 3=4) 2+4=6.

DISPLAY 7 SEGMENTOS ANODO COMUN

El display de 7 segmentos o visualizador de 7 segmentos es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos dispositivos electrónicos debido en gran medida a su simplicidad. Aunque externamente su forma difiere considerablemente de un diodo LED (diodos emisores de luz) típico, internamente están constituidos por una serie de diodos LED con unas determinadas conexiones internas, estratégicamente ubicados de tal forma que forme un número 8.A cada uno de los segmentos que forman el display se les denomina a, b, c, d, e, f y g y están ensamblados de forma que se permita activar cada segmento por separado consiguiendo formar cualquier dígito numérico. A continuación se muestran algunos ejemplos:

Si se activan o encienden todos los segmentos se forma el número "8". Si se activan sólo los segmentos: "a, b, c, d, e, f," se forma el número "0". Si se activan sólo los segmentos: "a, b, g, e, d," se forma el número "2". Si se activan sólo los segmentos: "b, c, f, g," se forma el número "4".

Muchas veces aparece un octavo segmento denominado p.d. (punto decimal).Los diodos led trabajan a baja tensión y con pequeña potencia, por tanto, podrán excitarse directamente con puertas lógicas. Normalmente se utiliza un codificador (en nuestro caso decimal/BCD) que activando un solo pins de la entrada del codificador, activa las salidas correspondientes mostrando el número deseado. Recordar también que existen display alfanuméricos de 16 segmentos e incluso de una matriz de 7*5 (35 bits).Los hay de dos tipos: ánodo común y cátodo común.En los de tipo de ánodo común, todos los ánodos de los leds o segmentos están unidos internamente a una patilla común que debe ser conectada a potencial positivo (nivel “1”). El encendido de cada segmento individual se realiza aplicando potencial negativo (nivel “0”) por la patilla correspondiente a través de una resistencia que límite el paso de la corriente.

CONTADORES ASÍNCRONOS

En los contadores asíncronos la señal de reloj no se aplica simultáneamente a todas las entradas de reloj de los biestables de los que está compuesto, sino que algunas de las salidas Q de unos biestables sirven para actuar sobre la señal de reloj de otros biestables. Esto hace que sean circuitos más sencillos que los síncronos a costa de la velocidad y de que pueden presentar fenómenos aleatorios.

Algunos circuitos integrados contadores asíncronos son los siguientes:

7490 Contador de décadas.

Pines:

La relación de pines de este integrado es la siguiente:

,  : Pines de entrada de reloj. Entradas con inversión.

R01, R02: entradas de puesta a 0 de las salidas. Entradas sin inversión.

R91, R92: entradas de puesta a 9 de las salidas. Entradas sin inversión.

QA, QB, QC y QD: Pines de salida. Salidas sin inversión.

Funcionamiento:

Cuando las entradas de puesta a nueve R91 y R92 están a nivel alto a la vez en las salidas aparece el número 9 en BCD. Si una de estas entradas está a nivel bajo y las entradas R01 y R02 están a nivel lógico alto las salidas están a nivel bajo. Cuando una de las entradas de puesta a nueve R91 y R92 y otra de las entradas R01 y R02 están a nivel lógico bajo se produce la cuenta. Tabla de verdad de las entradas de reset:

ENTRADAS DE RESET SALIDAS

R01 R02 R91 R92QD

QC

QB

QA

1 1 0 X 0 0 0 0

1 1 X 0 0 0 0 0

X X 1 1 1 0 0 1

X 0 X 0 CUENTA

0 X 0 X CUENTA

0 X X 0 CUENTA

X 0 0 X CUENTA

DISEÑO Y SIMULACIÓN DEL CIRCUITO.

Diseño de un circuito contador ascendente del 0-9 con la utilización de flip-flops de tipo jk aplicado a la simulación de un garaje con capacidad para 9 vehículos, al llegar a completar su capacidad se avisará mediante una alarma.

ANALISIS DE RESULTADOS.

El integrado 74ls76 funciona con la entrada de reloj negada por lo cual los flip-flops responderán al flanco negativo de la señal del reloj

La compuesta nand funciona para truncar el circuito reseteando el conteo en 9.

En un contador asincrónico a diferencia de un sincrónico las entradas de señal de los relojes de cada flip-flop se conectan en cascada dividiendo así para cada flip-flop la frecuencia en la mitad.

CONCLUSIONES:

El contador asincrónico divide la frecuencia en la mitad para flip-flop conectado en cascada.

Al detectar una señal en los resets de cada flip-flop reseteamos todo el circuito y así evitamos que cuente mas allá de lo designado.

La salida de los flip-flop se pueden controlar desde los terminales j-k como también de los terminales s-r independientemente de la señal que llegue al reloj de los mismos.

RECOMENDACIONES:

Ser precavido y trabajar pacientemente para asegurar el funcionamiento adecuado del circuito

Comprobar antes de nada que todos los materiales se encuentren en perfectas condiciones para poder implementar nuestro circuito.

Sincronizar correctamente el 555 con las señales de entrada de los flip-flops para garantizar el conteo requerido.

BIBLIOGRAFIA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555 http://es.wikipedia.org/wiki/Visualizador_de_siete_segmentos http://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/19-

conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentos http://mejoreslinks.masdelaweb.com/integrado-74sl47/ http://meteo.ieec.uned.es/www_Usumeteog/comp_sec_contadores_asin.html http://html.rincondelvago.com/circuito-integrado-555-como-astable.html