INSTITUTO TECNOLGICO DE COSTA RICAESCUELA DE INGENIERIA ELECTROMECNICACarrera: Ingeniera en Mantenimiento Industrial

Laboratorio de Control Elctrico

Informe de laboratorio 1Contadores Monolticos

Profesor: Ing. Ana Luca Morera

Estudiantes: Jean Carlo Arrieta Arroyo 201013080Richard Rodrguez Murillo 201046632

Grupo: 01

Jueves xx de Abril del 2014CEAB

Carrera evaluada y acreditada por: Canadian Engineering Accreditation Board Bureau canadien daccrditation des programmes dingnierie

ndice General1)Introduccin52)Objetivos63)Marco terico74)Equipos y materiales95)Procedimiento106)Diseo e implementacin117)Resultados experimentales y discusin138)Conclusiones159)Bibliografa16

ndice de figurasFigura 1 Generador de onda de 1 Hz de frecuencia11Figura 2 Circuito contador diseado mediante logisim12Figura 3 Circuito contador implementado en la protoboard13

IntroduccinLos contadores son fundamentales en muchas aplicaciones lgicas digitales, se utilizan en circuitos de control, en unidades de control de tiempo, en generadores de seal y en muchas otras aplicaciones de diversa ndole. Es por esto que entender el funcionamiento de esta clase de circuitos lgicos es de gran importancia dentro de la ingeniera de control y automatizacin.Para entender de mejor manera los contadores los contadores se necesita entender de buena manera los flip flops vistos ya con anterioridad, ya que los contadores estarn constituidos por varios flips flops, adems la forma en que ellos se encuentren conectados va influir el comportamiento del contador. Adems de lo anterior es necesario y fundamental comprender de buena manera otros dispositivos requeridos en este laboratorio como lo son los decodificadores y los display.Dicho esto a continuacin se dispone a presentar el presente informe de laboratorio en el cual se detallan resultados experimentales y adems se mostrar el diseo del circuito que cumpli y que adems, resuelve el problema planteado, el cual bsicamente consista en un contador que fuera de 10 hasta 38 y que luego se devolviera.

Objetivos Investigar y utilizar contadores encapsulados. Utilizar Multiplexores. Utilizar decodificadores de BCD a 7 segmentos. Comprender la importancia de utilizar circuitos anti rebotes con la finalidad de disminuir falsos contactos.

Marco tericoSegn Nelson (1996) los contadores son una clase de circuitos lgicos secuenciales que llevan la cuenta de una serie de pulsos de entrada, dichos pulsos pueden ser regulares o irregulares. Es por tanto que los contadores sirven para contabilizar eventos, de manera que este circuito electrnico consta de una entrada de impulsos que se encarga de conformar las seales, de tal forma que el contador cuente pulsos sin que sea alterada por seales no deseadas. Por otro lado los circuitos monolticos estn fabricados en un solo monocristal, que normalmente es silicio. Los contadores monolticos son contadores sincrnicos reversibles que sincroniza con las entradas de reloj simultaneas de los flip-flop, con esto se tiene que las salidas del contador cambian al mismo. En general los contadores se pueden clasificar en binarios/ no binarios y asincrnicos/ sincrnicos. Los contadores donde cada salida del flip-flop sirve como seal de entrada (CLK) para el siguiente flip-flop se les llaman contadores asncronos. Estos tienen la caracterstica que los flip-flop no cambian de estado en sincrona exacta con los pulsos de reloj, por lo tanto existe un retraso entre las respuestas de cada flip-flop. Segn Tocci (2003) debido a la forma en la que opera este tipo de contador, tambin se le conoce comnmente como contador de rizo.En los contadores sncronos todos los flip-flop se disparan en forma simultnea (en paralelo) por medio de pulsos de reloj. Ya que los pulsos de entrada se aplican a todos los flip-flop, debe utilizarse algn medio para controlar cuando un flip-flop se dispare o permanezca inalterado por un pulso de reloj. (Tocci, 2003).Por otro lado los contadores mdulo N permiten contar desde el estado 0 hasta el estado N-1 y despus regresar al estado 0. Para los contadores binarios, N es igual a 2n, donde n es el nmero de etapas del contador. (Nelson, 1996).Un ejemplo de contador mdulo 10 es el 74160, el cual es un contador BCD sncrono, segn Nelson (1996) este tipo de contadores se comportan como binario hasta llegar a la etapa 9, en este momento los circuitos de control deben preparar las entradas del flip-flop de modo que el siguiente pulso de reloj obligue al contador a regresar al estado (0000) en vez de permitir que llegue al estado siguiente del contador binario (1010).

Equipos y materiales Fuente de 5 voltios. ProtoBoard 1 CI 555. 2 contadores de 0-9. (CI xx74xx160) 1 Deco BCD a 7 Segmentos (CI xx74xx47) 1 Mux 2 X 1 (CI xx74xx157) 2 display de nodo comn Resistencias de 270 o 330 , 1000 . 4 Diodos LEDs 2 Capacitor de 1 micro f. Cables

ProcedimientoEl procedimiento que se requiere es uno que resuelva el siguiente problema planteado.Disear un circuito que cuente entre 10 hasta 38, cuando este nmero es alcanzado por los dos contadores se debe enviar un pulso a un LED que indica que se alcanz el valor, a su vez el nmero 38 se puede observar en el display en forma fija presionando el selector del MUX. Se sale de este estado hasta que se presione un botn y la cuenta inicie nuevamente en 10 Buscar y comprender las hojas de datos de los dispositivos que se requieren (decodificadores, contadores y compuertas lgicas).

Elaborar un circuito con un CI 555, para un generador de pulsos de una seal de onda cuadrada de 1 Hz. Este generador funcionar como la seal del reloj.

Disear el circuito requerido para que cuente de 10-38 con los circuitos integrados necesarios y compuertas necesarias.

Verificar el funcionamiento correcto mediante observacin de los displays

Diseo e implementacinSe dise un circuito contador con el fin de resolver el problema planteado antes mencionado. Para alcanzar esto primeramente se dise un generador de pulsos de onda cuadrada de 1 Hz de frecuencia con un CI 555. Para calcular los valores de resistencias requeridos del generador de ondas se utiliz la siguiente ecuacin: (1)En donde nos da como resultado que las dos resistencias RA y RB sean de 10 , y un capacitor de 47 F. En la siguiente imagen se muestra el diagrama del circuito del generador.

Figura 1 Generador de onda de 1 Hz de frecuencia

A continuacin en la siguiente figura se muestra el circuito contador, como se dijo el mismo cuenta de 10 hasta 38 y se devuelve a 10 cuando se le pulsa un botn. En la misma se pueden apreciar las compuertas, los contadores, los decodificadores BCD a siete segmentos y los display de 7 segmentos.

Figura 2 Circuito contador diseado mediante logisim

Resultados experimentales y discusinEn la siguiente figura se muestra el circuito diseado e implementado para resolver el problema planteado.

Figura 3 Circuito contador implementado en la protoboardCon el circuito mostrado en la figura 3 se logr realizar un contador de 10 a 38. Para la elaboracin del mismo fueron utilizados dos contadores sncronos 74LS160, de los cuales uno serva para llevar la contabilidad de las unidades y el otro para contabilizar las decenas. Adems de esto se utilizaron dos decodificadores BCD a siete segmentos 74LS46, los display.El funcionamiento del circuito es el siguiente: cuando el circuito se alimenta por primera vez todos flip-flop del contador comienzan con un cero. Mediante un arreglo realizado con compuertas lgicas se lee el valor de las salidas del contador de las decenas y si este es 0000 entonces se carga el nmero 0001 a las decenas utilizando la patilla LOAD y las patillas de las entradas del mismo. El contador de las unidades no empieza a contar hasta que se cargue el valor al contador de las decenas. Cuando el contador llega a 38 (0011 en el contador de las decenas y 1000 en el contador de las unidades) el contador de las unidades se deshabilita (patilla ENP) y se detiene la cuenta a pesar de que la seal de reloj siga presente. En este instante el conteo de las decenas se detiene ya que el contador de las unidades no acaba su ciclo y no enva el pulso al contador de las decenas para que este cambie. Para reiniciar la cuenta se utilizan las patillas CLEAR de los dos contadores con el fin de tener todos los flip-flop a cero para que luego comience el ciclo descrito anteriormente.Cada una de las cuatro salidas de cada contador se conecta a un decodificador BCD a 7 segmentos, este a su vez se conecta a un display de nodo comn como se muestra en la figura 3. Este integrado en conjunto con el display muestra la cuenta que realiza el circuito y muestra su respectivo nmero.

Conclusiones Se logr disear y construir un contador de 10-38. Se pudo comprobar el funcionamiento de un BCD a siete segmentos. Se logr comprender el funcionamiento de los contadores monolticos. Se construy un generador de ondas de 1 Hz con un CI 555.

Bibliografa Floyd, T.(2000). Fundamentos Sistemas Digitales (7 edicin). Madrid: Prentice Hall Tocci, R & Widner, N. (2003). Sistemas digitales: principios y aplicaciones (8va. edicin).Mxico: Prentice Hall.