LABORATORIO NRO. 7

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE RELOJ

COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock

A) MARCO TEÓRICO

¿Qué es un Circuito Integrado?

Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip, es un circuito electrónico complejo en forma de una pastilla pequeña de material semiconductor, encapsulado o envasado en una sola pieza. Esta pieza es una carcasa de la que salen unas patillas que servirán para conectar el circuito integrado al circuito.

El Circuito Integrado 555

Este circuito integrado se utiliza para activar o desactivar circuitos durante intervalos de tiempo determinados, es decir se usa como temporizador. Para ello, lo combinaremos con otros componentes cuyas características y forma de conexión en el circuito, determinarán la duración de los intervalos de tiempo del 555, y si estos intervalos se repitan continuamente o no.

Ejemplos para los que podemos usar el 555 son: luces intermitentes, regular el tiempo que tarda en apagarse una luz, ajustar el tiempo en una tostadora, etc.

1.Oscilador Monoestable (Temporizador):

Un temporizador es aquel sistema de un dispositivo eléctrico que es capaz de regular de forma automática la conexión y desconexión después de haberse programado un tiempo. El circuito temporizador tiene el mismo funcionamiento, pero con la diferencia de que el circuito es capaz de controlar señales (0 o 1) en intervalos de tiempo establecidos por componentes electrónicos, como por ejemplo con el “NE555P” es posible establecer estos tiempos con valores de resistencias y capacitores que aplicados correctamente son capaces de dar un tiempo casi exacto.

2. Oscilador Astables (Generadores de Clock):

De la misma manera se basa los “Generadores de clock “en los que el tiempo de conexión y desconexión entran en un bucle (se repiten indefinidamente) en los cuales solo se es posible calcular la frecuencia y periodo, y que de la misma manera que un temporizador se puede controlar la frecuencia con los componentes electrónicos adecuados.

B) TAREAS REALIZADAS EN LABORATORIO

1.       RECONOCIMIENTO DE CONCEPTOS Y CHIP DE PRUEBA

Primeramente, se tuvo que identificar los conceptos de estable e inestable, así como el funcionamiento de un biestable, monoestable y astable

MONOESTABLE: Este posee un estado estable hasta el momento en el que recibe un pulso externo el cual hace que este cambie de estado y se mantenga por un periodo de tiempo, con en “ NE555P “ este periodo de varia dependiendo de los valores de sus resistencias y condensador.

Tiempo del cambio de estado

ASTABLE: En este caso no se puede identificar en que estado esta ya que sus estados varían en cada tiempo determinado pasando de estado en estado, en el caso del chip “NE555P” la frecuencia del cambio de estados depende de los valores de las resistencias y el condensador.

Formula para hallar la frecuencia y el periodo

2.       SIMULACION EN EL PROTEUS

1. Simulación de oscilador con el C.I. NE555 en modo astable

2. Simulación de oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE

Modificamos los valores de R1 y C1 hasta obtener un tiempo de salida de aprox. 5 segundos y los valores que se puso fueron R1=1K y C1=43 µF

3. Simulación e implementación del circuito contador ASCENDENTE conectado a un circuito DECODIFICADOR y un DISPLAY de 7 segmentos.

A) Cuando la carga esté en 1 podremos iniciar a contar o descontar los números

B) Cuando la carga y el contador están en 1, automáticamente empieza a contar cada vez que pulsemos el contador

C) Cuando la carga y el descontador están en 1, automáticamente empieza a descontar cada vez que pulsemos el descontador

D) Cuando el reset está en 1el numero automáticamente se regresa al número cero.

3.       SIMULACION EN FISICO

1. Astable

2. Monoestable

3. Contador ASCENDENTE conectado a un circuito DECODIFICADOR y un DISPLAY de 7 segmentos

C) Vídeo explicativo:

 D) Observaciones

• Se pudo observar que el integrado 555 funciona en dos modos los cuales son el astable y el monoestable lo cual lo convierte en un temporizador y un generador de señales.
• Se observó que al momento de realizar el armado en físico se es posible reemplazar el valor del primer condensador con un valor cercano.
• Se logró observar que en el módulo que se nos proporcionó por el profesor, logramos elaborar mejor nuestro circuito contador, gracias a que el módulo tiene sistema anti rebote, si hubiésemos usado un Protoboard simple, al circuito debíamos agregar un latch o sino un timer 555.
• Se apreció que para conectar el decodificador al display es necesario colocar 7 resistencias, es decir, una por cada led del display, pero por motivos prácticos, también es aceptable colocar una sola resistencia general con un valor de 330 ohm.

E) Conclusiones

• Se concluye que cuando se realiza el armado tanto en estado monoestable y astable, es importante determinar el período de la señal del circuito, el cual puede ser hallado con fórmulas matemáticas, distintas para cada uno de estos.

• En conclusión, en el estado monoestable, para poder incrementar el tiempo en que permanezca en estado lógico 1, es necesario aumentar el valor de la resistencia o el del capacitor, ya que el tiempo o período es directamente proporcional a estos valores.

• Concluimos que los generadores de reloj son una de las herramientas esenciales al momento de querer hacer un circuito con una secuencia programable ya que estos ofrecen un periodo el cual no va varía sin un cambio externo.
• Se concluyó que algunos circuitos integrados son capaces de programarse con valores de los dispositivos que lo componen como son el integrado 555.

F) BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA RECOMENDADA

• Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson

• Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996)

• Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.:  Prentice Hall (621.381D/M86L)

• Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones.  México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson

G) Foto de los integrantes.

Integrantes: - Anco Zapana Vladimir - Lasteros Cuestas Rubén - Millones Riveros Romario

LABORATORIO NRO. 6

Circuitos contadores con flip-flops

COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION

∙         Implementación de circuitos monoestables.

∙         Implementación de circuitos contadores con Flip Flops JK.

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

A)MARCO TEORICO

Un biestable (dos estados) o también conocido en inglés como “flip-flop”, es un circuito digital definido por compuertas lógicas que es capaz de retroalimentarse y que por esta característica es capaz de mantener uno de sus dos estados posibles durante un tiempo indefinido (mientras no haya cambios).

Dentro de estos podemos encontrar los flip-flops asíncronos y síncronos:

a)    Asíncronos: solamente tiene entradas las cuales son capaces de controlarse

b)    Síncronos: estos tienen una entrada de reloj (clock)

Los flip-flop en electrónica digital son utilizados en circuitos secuenciales ya que son capaces de registrar estados y de esta manera memorizarlos

Flip-flop asíncrono “latch nor”

Flip-flop síncrono RS

La tabla de verdad de algunos de estos biestables depende del estado anterior en el que hayan estado y en algunos casos los estados no pueden ser determinados (puede ser cero o uno)

FLIP FLOP JK 74LS76

B)   TAREAS REALIZADAS EN LABORATORIO

1.    En el laboratorio vimos circuito lógico del flip-flop JK, su estructura interna, y la formación de la tabla de verdad del mismo como se muestra en la figura:

Pudimos ver los significados de cada una de sus entradas y la simulación en proteous

K = RESET

J = SET

CK = clock

SIMULACION EN PROTEOUS

1. Armar circuito en el ENTRENADOR y verificar resultados.

2. Conecte 4 flip flopsde la forma mostrada para formar un CONTADOR, compruebe su funcionamientoe implementede forma física.

3. Realizado la comprobación de un solo flip-flop pasamos a realizar la actividad de simular un contador binario con 4 flip-flop como se muestra en las imágenes Simulación en proteous

4. Modificación del circuito para realizar una cuenta regresiva

Para que el contador pase a modo regresivo solo tenemos que negar las salidas (Q negada) de tal manera que el primer numero binario sea 1111 (15) y el siguiente 1110 (14) así sucesivamente hasta el 0000 (0)

C)   VIDEO EXPLICATIVO:

D)   OBSERVACIONES:

• Antes de realizar la implementación de un circuito con flip-flop, es muy importante verificar el correcto funcionamiento del chip, para evitar inconvenientes en el trabajo realizado.
• En el data sheet del flip-flop se observó una entrada con las iniciales CLR, la cual quiere decir clear ( limpiar o ), la cual fue importante conectarlo a 5 V, para el funcionamiento correcto del chip.
• Es necesario reconocer el código correcto del chip que se quiere utiliza y al momento de simularlo ya que el orden de los pines puede cambiar dependiendo el código del mismo chip
• Dependiendo del display que se quiere utilizar existe en el mercado decodificadores para ambos tipos de display (ánodo y cátodo común)

E)   CONCLUSIONES:

• Los flip-flops, presentan tres entradas, las cuales determinan la salida en el flip-flop: J es el del set , la K es el del reset, y si ambos están en estado lógico 1, la salida será en conmutación.
• Existen varios tipos de Flip-flop: D,T,SR,JK, este último es el más utilizado y el que se usó en el presente laboratorio.
• En los circuitos secuenciales, existe una salida actual y una salida anterior, la cual re-alimenta a una entrada de la compuerta lógica.
• Los flip-flop son dispositivos que son utilizados como memoria por su característica de mantener un estado indefinido sin ningún cambio externo

• El flip-flop es de gran utilidad al momento de crear secuencias lógicas.

F)   BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA

• Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales.  Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson
• Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales.  México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996)
• Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras.  México D.F.:  Prentice Hall (621.381D/M86L)
• Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones.  México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson

G)   FOTO DE LOS INTEGRANTES:

Integrantes:

- Vladimir Anco

- Rubén Lasteros

- Romario Millones