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DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS

Diseño e implementación de circuito para mostrar nombre en Display de 7 segmentos

Gustavo Delgado

Resumen

La siguiente investigación detalla el diseño e implementación de una máquina secuencial

que permite mostrar el nombre “Gustavo” letra a letra en un display de 7 segmentos,

mediante el uso de flip-flops (74ls74) y compuertas lógicas (74ls32, 74ls11, 74ls21). El

desarrollo de este proyecto es requisito fundamental para la aprobación de la materia

Sistemas Digitales II.

Palabras claves: flip-flop, compuertas lógicas, display 7 segmentos, tabla de verdad,

máquina secuencial.

Abstract

The following study details the design and implementation of a sequential machine which

displays the name "Gustavo" letter by letter on a 7-segment display, using flip-flops

(74LS74) and logic gates (74LS32, 74LS11, 74LS21) . The development of this project is a

prerequisite for the approval of the subject Digital Systems II.

Keywords: flip-flop, logic gates, 7-segment display, truth table, sequential machine.

Descripción del problema

El circuito requiere mostrar en un display de 7 segmentos el nombre letra a letra por

cada impulso de ‘clock’ que se proporcione al circuito, en un ciclo infinito. También se

requiere añadir un ‘reset’ para que, independientemente del estado en que este, vuelva a un

estado específico previamente implementado en el circuito.


Análisis de requerimientos

Para mostrar el nombre ‘Gustavo’, es necesario mostrar 7 letras diferentes en el

display de 7 segmentos. Para ello se propone utilizar un flip-flop por estado, lo que indica

el uso de 7 flip-flops (4 hd74ls74) por cada uno de los 7 estados que plantea el nombre

indicado previamente.

RESET

0

0

1

S

U

G

RESET

Estado C

RESET

Estado B

RESET

Estado A

Start

0

1

1

0 Estado D

0

0

V

Estado F

RESET

A

Estado E

RESET

T

RESET

0

O

1

1

1

1

Figura 1. Diagrama ASM de la máquina secuencial que mostrará el nombre ‘Gustavo’.


Implementación (diagrama de bloques)

CircuitoSecuencial

CircuitoCombinacional

reset

clk

Figura 2. Diagrama de bloques de la máquina secuencial a desarrollar.


Pruebas (tabla fotos)

Tabla de verdad

Para cada uno de los 7 estados se encenderá una secuencia de leds que formarán

cada letra del nombre ‘Gustavo’, como lo describe la siguiente tabla de verdad.

ENTRADAS SALIDAS

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7 a b c d e f g

0 0 0 0 0 0 0 x x x x x x x0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 00 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 1 0 00 0 0 0 0 1 1 x x x x x x x0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 10 0 0 0 1 0 1 x x x x x x x0 0 0 0 1 1 0 x x x x x x x0 0 0 0 1 1 1 x x x x x x x0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 1 0 0 1 x x x x x x x0 0 0 1 0 1 0 x x x x x x x0 0 0 1 0 1 1 x x x x x x x0 0 0 1 1 0 0 x x x x x x x0 0 0 1 1 0 1 x x x x x x x0 0 0 1 1 1 0 x x x x x x x0 0 0 1 1 1 1 x x x x x x x0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 10 0 1 0 0 0 1 x x x x x x x0 0 1 0 0 1 0 x x x x x x x0 0 1 0 0 1 1 x x x x x x x0 0 1 0 1 0 0 x x x x x x x0 0 1 0 1 0 1 x x x x x x x0 0 1 0 1 1 0 x x x x x x x0 0 1 0 1 1 1 x x x x x x x0 0 1 1 0 0 0 x x x x x x x0 0 1 1 0 0 1 x x x x x x x0 0 1 1 0 1 0 x x x x x x x0 0 1 1 0 1 1 x x x x x x x0 0 1 1 1 0 0 x x x x x x x


0 0 1 1 1 0 1 x x x x x x x0 0 1 1 1 1 0 x x x x x x x0 0 1 1 1 1 1 x x x x x x x0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 00 1 0 0 0 0 1 x x x x x x x0 1 0 0 0 1 0 x x x x x x x0 1 0 0 0 1 1 x x x x x x x0 1 0 0 1 0 0 x x x x x x x0 1 0 0 1 0 1 x x x x x x x0 1 0 0 1 1 0 x x x x x x x0 1 0 0 1 1 1 x x x x x x x0 1 0 1 0 0 0 x x x x x x x0 1 0 1 0 0 1 x x x x x x x0 1 0 1 0 1 0 x x x x x x x0 1 0 1 0 1 1 x x x x x x x0 1 0 1 1 0 0 x x x x x x x0 1 0 1 1 0 1 x x x x x x x0 1 0 1 1 1 0 x x x x x x x0 1 0 1 1 1 1 x x x x x x x0 1 1 0 0 0 0 x x x x x x x0 1 1 0 0 0 1 x x x x x x x0 1 1 0 0 1 0 x x x x x x x0 1 1 0 0 1 1 x x x x x x x0 1 1 0 1 0 0 x x x x x x x0 1 1 0 1 0 1 x x x x x x x0 1 1 0 1 1 0 x x x x x x x0 1 1 0 1 1 1 x x x x x x x0 1 1 1 0 0 0 x x x x x x x0 1 1 1 0 0 1 x x x x x x x0 1 1 1 0 1 0 x x x x x x x0 1 1 1 0 1 1 x x x x x x x0 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x0 1 1 1 1 0 1 x x x x x x x0 1 1 1 1 1 0 x x x x x x x0 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x1 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 11 0 0 0 0 0 1 x x x x x x x1 0 0 0 0 1 0 x x x x x x x1 0 0 0 0 1 1 x x x x x x x1 0 0 0 1 0 0 x x x x x x x1 0 0 0 1 0 1 x x x x x x x1 0 0 0 1 1 0 x x x x x x x1 0 0 0 1 1 1 x x x x x x x


1 0 0 1 0 0 0 x x x x x x x1 0 0 1 0 0 1 x x x x x x x1 0 0 1 0 1 0 x x x x x x x1 0 0 1 0 1 1 x x x x x x x1 0 0 1 1 0 0 x x x x x x x1 0 0 1 1 0 1 x x x x x x x1 0 0 1 1 1 0 x x x x x x x1 0 0 1 1 1 1 x x x x x x x1 0 1 0 0 0 0 x x x x x x x1 0 1 0 0 0 1 x x x x x x x1 0 1 0 0 1 0 x x x x x x x1 0 1 0 0 1 1 x x x x x x x1 0 1 0 1 0 0 x x x x x x x1 0 1 0 1 0 1 x x x x x x x1 0 1 0 1 1 0 x x x x x x x1 0 1 0 1 1 1 x x x x x x x1 0 1 1 0 0 0 x x x x x x x1 0 1 1 0 0 1 x x x x x x x1 0 1 1 0 1 0 x x x x x x x1 0 1 1 0 1 1 x x x x x x x1 0 1 1 1 0 0 x x x x x x x1 0 1 1 1 0 1 x x x x x x x1 0 1 1 1 1 0 x x x x x x x1 0 1 1 1 1 1 x x x x x x x1 1 0 0 0 0 0 x x x x x x x1 1 0 0 0 0 1 x x x x x x x1 1 0 0 0 1 0 x x x x x x x1 1 0 0 0 1 1 x x x x x x x1 1 0 0 1 0 0 x x x x x x x1 1 0 0 1 0 1 x x x x x x x1 1 0 0 1 1 0 x x x x x x x1 1 0 0 1 1 1 x x x x x x x1 1 0 1 0 0 0 x x x x x x x1 1 0 1 0 0 1 x x x x x x x1 1 0 1 0 1 0 x x x x x x x1 1 0 1 0 1 1 x x x x x x x1 1 0 1 1 0 0 x x x x x x x1 1 0 1 1 0 1 x x x x x x x1 1 0 1 1 1 0 x x x x x x x1 1 0 1 1 1 1 x x x x x x x1 1 1 0 0 0 0 x x x x x x x1 1 1 0 0 0 1 x x x x x x x1 1 1 0 0 1 0 x x x x x x x


1 1 1 0 0 1 1 x x x x x x x1 1 1 0 1 0 0 x x x x x x x1 1 1 0 1 0 1 x x x x x x x1 1 1 0 1 1 0 x x x x x x x1 1 1 0 1 1 1 x x x x x x x1 1 1 1 0 0 0 x x x x x x x1 1 1 1 0 0 1 x x x x x x x1 1 1 1 0 1 0 x x x x x x x1 1 1 1 0 1 1 x x x x x x x1 1 1 1 1 0 0 x x x x x x x1 1 1 1 1 0 1 x x x x x x x1 1 1 1 1 1 0 x x x x x x x1 1 1 1 1 1 1 x x x x x x x

Tabla 1. Tabla de verdad de la máquina secuencial que mostrara el nombre ‘Gustavo’ en

un display de 7 segmentos.

Reducido

Luego de plantear definir las condiciones para que cada uno de los segmentos del

display se encienda, se procedió la reducción de las ecuaciones, lo que dio como resultado

la siguiente tabla.

Tabla 2. Ecuaciones para cada segmento del display.

Circuito Esquemático

Figura 3. Circuito de la máquina secuencial diseñado en Proteus Isis 7.


Implementación en protoboard

Figura 4. Circuito implementado que muestra el nombre ‘Gustavo’ en un display de 7

segmentos.

Conclusiones y recomendaciones

Para el diseño del circuito se recomienda en primera instancia tener claro la función

que se desea obtener por parte del mismo. Y en dependencia de los materiales que se

disponga llevar a cabo el diseño.

Es importante probar etapa por etapa del circuito que se vaya armando, para evitar

inconvenientes al momento que se quiera probar el funcionamiento completo del mismo.

De esta manera se puede saber si lo que se tiene avanzado hasta el momento esta correcto y

poder continuar; detectar los errores es más fácil siguiendo esta recomendación.


El circuito diseñado en primera instancia, fue armado en el simulador Proteus Isis 7

y dio resultados satisfactorios, por lo que no hubo problemas al desarrollar el circuito en

protoboard.

El circuito en físico realiza la función que se describió en el planteamiento del

problema.

Referencias bibliográficas

Fairchild Semiconductor Corporation. (1986). DM74LS11 Triple 3-Input AND Gate. Doi:

DS006350.

Fairchild Semiconductor Corporation. (1986). DM74LS32 Quad 2-Input OR Gate. Doi:

DS006361.

National Semiconductor. (1989). 54LS74/DM54LS74A/DM74LS74A Dual Positive-Edge-

Triggered D Flip-Flops with Preset, Clear and Complementary Outputs. Doi: TL/F/6373.

National Semiconductor. (2006). LM555 Timer. Doi: DS007851.

Texas Instruments Incorporated. (1985). SN54LS21, SN74LS21 DUAL 4-INPUT

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