Departamento de Elctrica y ElectrnicaCircuitos Digitales

Proyecto 3 Parcial

Tutor: Ing. Pablo Molina

Integrantes:

Sebastin JcomeSebastin NoboaRichard Zambrano

NRC: 2147

Fecha: 2014-01-22

Sangolqu Ecuador

Tema: Ruleta digitalObjetivos: Aplicar todos los conocimientos adquiridos para la realizacin del presente problema propuesto. Disear el circuito propuesto utilizando integrados reales y compuertas lgicas. Materiales: 1 Circuito integrado LM 555 1 Circuito integrado 74LS00 1 Circuito integrado 74LS164 1 Condensador de 47uf/16v 1 Condensador de 10uf/16v 2 Condensadorescermicosde 0.01uf 1 Resistencia de 100 1 Resistencia de 220k 2 Resistencias de 100k 1 Resistencia de 1k 2 Resistencias de 10k 1 Resistencia de 220 1 Transistor NPN 2N3904 4 Diodos LED verdes de 5mm 4 Diodos LED rojos de 5mm 1 Pulsador miniaturaTeora:El integrado 74164:El 74164 o subfamilia (LS, F, S, HCT,..) es un registro de desplazamiento con entrada en serie y salida paralelo, este circuito consta de una entrada de datos (A y B), una entrada de reloj (T o CLK) y una entrada de reset o puesta a cero de los biestables internos (R o CLR), tambin dispone de 8 salidas de QA a QH que ser por donde obtendremos los datos que se van desplazando con la ayuda de la seal de reloj.

El funcionamiento es muy sencillo es un circuito digital secuencial en el que los valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores. Internamente est formado por biestables tipo D conectados en serie pero actuando todos con la misma seal de reloj. El bit de menor peso es la salida QA y el de mayor peso QH, por ejemplo para colocar un 1 lgico en la salida QA tendremos que colocar un 1 en las entradas A y B, y posteriormente aplicar un flanco de subida en la entrada de reloj. En la tabla de la verdad del circuito se puede ver cmo se comporta al aplicarle diferentes combinaciones en sus entradas del integrado 74164:Tabla de verdad del integrado 74164:

Los biestables se activan en falco positivo.

A y B: entrada de datos en serie QA-QH: salida de datos en paralelo CLK: clock o pulsos de reloj CLR: reinicio de datos en flanco negativo

Integrado LM555:El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generacin de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronizacin en un solo paquete.Diagrama esquemtico:

Diagrama de distribucin de pines:

GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra (masa). Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos de 1/3 del voltaje de alimentacin. Este pulso debe ser de corta duracin, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedar en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. Salida (normalmente la 3): Aqu veremos el resultado de la operacin del temporizador, ya sea que est conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4). Reinicio (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a alimentacin para evitar que el temporizador se reinicie. Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la prctica como Vcc -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). As es posible modificar los tiempos. Puede tambin configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en rampa. Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Voltaje de alimentacin (VCC) (normalmente la 8): es la patilla donde se conecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 V hasta 16 V.Diagrama de bloques: Ingreso de datos mediante reloj

Contador de 8 estadosSalida de leds

Diseo y funcionamiento de cada bloque

Ingreso de datos

Es un oscilador de frecuencia variable se construye a partir de un 555 alambrado para operar como VCO. Cuando se presiona el pulsador de arranque, se produce la carga casi instantnea del condensador C3 al voltaje de 5V del circuito. Debido a esto, por el transistor Q1 circular corriente para cargar al condensador C2. El 555 se encargara de descargar a C2 cada vez que su voltaje alcanza cierto valor, y el ciclo se repite mientras el transistor Q1 pueda suministrar corriente a C2.Esto dura mientras C3, el cual se descarga exponencialmente a travs de R2, retenga suficiente carga para hacer conducir a Q1. Como la corriente de Q1es cada vez ms pequea, el tiempo de carga de C2 se alargara ms y ms lo que har que los pulsos disminuyan su frecuencia hasta llegar a cero.Y la salida del pin 3 seria el reloj para el integrado 74164

Contador de 8 estadosNo es mas que un registro de desplazamiento de 8 bits, el cual se inicializa para que su estado inicial sea 1 lgico en el flip-flop No. 1 y 0 en todos los otros flip-flops; es decir, 10000000. La inicializacin por supuesto corre por cuenta del bloque denominado circuitos de inicializacin a la energizacin.

El contador de anillo, previamente inicializado, recibe ahora los pulsos de frecuencia variable lo que causa que el 1 lgico que le fue inyectado en la etapa de inicializacin se desplace de flip-flop en flip-flop hacia la derecha, hasta llegar al flip-flop No.8, de donde es llevado ahora al flip-flop No.1 para proseguir su desplazamiento hacia la derecha otra vez.

Este bloque se encuentra dos flips flops sirve para que el ultimo digito ingresado se copie. Entonces cuando se de otro pulso de reloj va a comenzar de ese punto hasta que el capacitor se descargue.La entrada de datos es en forma serial y cada dato va a salir en paralelo. Los pines 1 y 2 se puentean para q exista solo una entrada de datos.Salida de leds

La salida de datos va a ser la siguiente:Entrada de datos en serieSalida de datos en paralelo

110000000

101000000

10x100000

100010000

100001000

100000100

100000010

100000001

Entonces esta sucesin de salidas en alto se puede manejar como una ruleta de leds.Y esto durara hasta que se acabe los pulsos mandados por el reloj.

Explicacin general

La entra de reloj es activada por un pulsador el cual tendr el objetivo excitar al transistor que actuara como switch y el condensador c3 actuara como la descarga o como la cerrado del circuito para q no pase mas pulsos de reloj.Despus va al circuito 74164 el cual tendr como objetivo recibir datos 1 y 0 lgicos el cual va a ir a cada salida de datos.Los 7400 sirven como flip flop guarda el ultimo dato para q comience desde es punto.

Costos:ElementoUni.PrecioPrecio Final

Leds80.21.6

Resistencias de 330ohm60.150.9

C.I 7416411.51.5

C.I 740010.50.5

C.I 55510.50.5

2N390610,550.55

Capacitores20.51

Ceramicos20.250.5

Pulsador10.10.1

Suma Total7.15

MANUAL DE USUARIO

Especificaciones tcnicas: Alimentacin de voltaje de 5 [voltios]. Alimentacin de corriente de alrededor de 1 [amperios]. Consta de 3 circuitos integrados y 8 leds de salida

Uso del dispositivo:Para poder usar el dispositivo lo nico q se debe es presionar la tecla de inicio para que la ruleta de leds comience a girar y esto se podr visualizar en los ledsEste dispositivo se puede usar en nios ya que es muy llamativo su uso.Conclusiones: La ruleta como juego de azar y como evento visual siempre ha llamado poderosamente la atencin de grandes y pequeos. No utilizar condensadores muy grandes ya q la descarga de estos en si se van a demorar y no ser muy vistoso para el juego en si. Si se utiliza condensadores muy pequeos este puede que las salida sea muy rpida y no pueda ser til para este juego

Recomendaciones: Se deben tener las naturales precauciones para identificar correctamente los terminales de los componentes a utilizar y su correcto posicionamiento sobre el circuito impreso. No usar condensadores muy grandes ni muy pequeos para el diseo ya que esto puede causar problemas en el funcionamiento.

Bibliografa:

http://electronica-teoriaypractica.com/circuito-74164-ttl/http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdfhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT164.pdf