Recta de cargaVceIc

00.056.6

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CIRCUITOS DIGITALES COMBINACIONALES

Objetivos

Apartado A: Representar en un display de 7 segmentos el codigo ASCII mediante un circuito combinacional de 4 bits, con la condicin de solo visualizar los dgitos IMPARES, es decir la combinacin (1, 3, 5, 7, 9, b, d, f).Apartado B:Mediante la utilizacin de un circuito integrado 555 configurado como astable hacer parpadear los valores observados en el display.

Desarrollo del apartado A: Materiales

- Display de 7 segmentos de ctodo comn.- 5 integrados 54LS00.- 5 integrados 54LS02.- 4 llaves inversoras de 2 posiciones.- 8 resistencias 1K Ohm.- Batera de 9V.- Adaptador de batera.- Regulador 7805.- 2 capacitores de 10 F.- 1 diodo LED.- 2 placas protoboard.- 7 transitores 2n2222.- 7 resistencias 10K Ohm.- 7 resistencias 470 Ohm.- Cables.

Descripcin del experimento

El display cuenta con 7 LEDs, uno por cada segmento, que se enumeran de la siguiente manera:

A la salida de cada compuerta final de cada segmento obtenemos los valores lgicos 0 y 1 que son utilizados para polarizar cada transistor, los cuales suministran la corriente deseada a cada segmento del display.En este display, se pueden representar los nmeros del 0 al 9 (nosotros solo representaremos los impares) y las letras de la a a la f (solo representaremos b, d y f). Por ejemplo, para representar el numero 5 debern activarse los segmentos a, c, d, f y g:

Construimos la tabla de verdad para todas las combinaciones posibles

ABCDabcdefg

000000000000

100010110000

200100000000

300111111001

401000000000

501011011011

601100000000

701111110001

810000000000

910011111011

1010100000000

1110110011111

1211000000000

1311010111101

1411100000000

1511111000111

Reduccin de las funciones lgicas mediante el mtodo del mapa de karnaugth.

Tablas de Karnaugh

Segmento a

CD/AB00011110

000000

010101

111110

100000

f(a) =

Segmento b

CD/AB00011110

000000

011011

111100

100000

f(b) =

Segmento c

CD/AB00011110

000000

011111

111101

100000

f(c) =

Segmento d

CD/AB00011110

000000

010111

111001

100000

f(d) =

Segmento e

CD/AB00011110

000000

010010

110011

100000

f(e) =

Segmento f

CD/AB00011110

000000

010101

110011

100000

f(f) =

Segmento g

CD/AB00011110

000000

010111

111111

100000

f(g) = AD + BD + CD

Obtenidas las mnimas expresiones posibles de las funciones. Se optimizan las expresiones para as ser implementadas solo mediante compuertas NOR y NAND.Trabajando algebraicamente las funciones, y utilizando los postulados y teoremas del lgebra de Boole, las funciones pueden expresarse como:

f(a) =

f(b) =

f(c) =

f(d) =

f(e) =

f(f) =

f(g) = Los transitores que utilizamos son los 2n2222 (npn) y los polarizamos de la siguiente forma:Utilizando una resistencia de base de 10KOhms y una resistencia en el colector de 470Ohms, y teniendo en cuenta que para esta polarizacin el es de 55, se obtiene:

frmula= 120 A

frmula= 6.6 mA

frmula

frmula =0.05 V

frmula

frmula

Circuito electrnico con las funciones implementadas en un entorno virtual con el agregado del apartado b.

Imagen del circuito montado con el agregado del apartado b.Desarrollo del apartado B: Materiales

- Circuito integrado 555.- Capacitor de 22 F.- Resistencia de 22K Ohm.- Resistencia ajustable de 50k Ohm.- Una placa protoboard.

Descripcin del experimento

Mediante un circuito facilitado por el fabricante se monta el integrado 555 funcionando como astable y se conecta la salida del mismo al ctodo comn del display de manera que al tener en la salida el valor logico 0 (aproximadamente 0 voltios) el display mostrar el valor determinado por la entrada y para el valor logico 1 (aproximadamente 3,3 voltios determinado por el fabricante) el display no mostrara los valores al tener tensin inversa en cada segmento.Conclusin:El trabajo se dividi en dos secciones para ambos apartados, en primera instancia para el apartado A se realizo una tarea terica de obtencin despeje y reduccin de las funciones booleanas y de polarizacin de los transistores para luego ser implementadas sobre el papel, posteriormente se traslad y comprob el funcionamiento del circuito en un entorno virtual; verificado, se montaron uno a uno cada segmento sobre la placa de pruebas corroborando el funcionamiento individual, luego del montaje de las compuertas lgicas se agregaron los transistores para alimentar el display de 7 segmentos.Respecto al apartado B el procedimiento fue similar, se desarrollo el circuito sobre el papel para comprender mejor su funcionamiento, se realizaron las operaciones para obtener un tiempo de ciclo de oscilacin determinado, se comprob el circuito en un entorno virtual y posteriormente se monto de forma satisfactoria.