laboratorio 12

Contador en Anillo
y Matriz de Leds(4017)

Contador en Anillo:

Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er flip-flop está condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.

La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse. Si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas SET y RESET de cada flip-flop).

En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en qué estado se encuentra el contador.

Matriz de Leds:

Parece que los LEDs se fabrican en todos los tamaños y formatos imaginables, y este componente que os presentamos hoy, hace gala de esa creatividad. Las matrices de LEDs (o LED arrays) son, como su nombre indica, una matriz de diodos LED normales y corrientes que se comercializa en multitud de formatos y colores. Desde las de un solo color, a las que tienen varios colores posibles, e incluso las hay de una matriz RGB (Os dejo imaginar la de pines que tiene).

Por lo demás, son diodos LED totalmente normales, organizados en forma de matriz, que tendremos que multiplexar para poder iluminar uno u otro punto, tal y como hicimos en la sesión del teclado matricial. Este componente se presenta con dos filas de 8 pines cada una, que se conectan a las filas y las columnas.

Si los diodos se unen por el positivo, se dice que son matrices de ánodo común (El nombre pedante del positivo) y se une por el negativo decimos que son de  cátodo común.

Integrado 4017:

Se trata de un contador/divisor o decodificador con 10 salidas. Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final del ciclo.

SIMULACION EN PROTEUS DE LA SEMANA 12:

VIDEO DEL CIURCUITO DE LA SEMANA 12:

SIMULACION EN PROTEUS DE LA SEMANA 13:

VIDEO DEL CIRCUITO DE LA SEMANA 13:

CONCLUSIONES: 

- Se concluye que se logró simular correctamente todos los circuitos que se ha realizado durante todo el laboratorio con las matrices de leds y probar el funcionamiento de cada uno de ellos, así como el poner el orden de los pines de la matriz 7x5 y ver el integrado 4017

- Concluimos que la Matriz de leds de 7x5, cuenta con 14 pines con cátodo a renglón, Leds rojos de 3 mm, alta eficiencia, es importante reconocer los pines de la matriz de leds, es decir, primeramente, buscar su datasheet para saber si es ánodo común o cátodo común, para poder identificar el orden de los pines de la matriz de leds de 7x5 y cuáles son los pines que van a tierra y a positivo

- Se concluyó que el circuito integrado 4017 cuenta recursos para continuar o detenerse al final de un ciclo deseado gracias a su entrada Master Reset

OBSERVACIONES:

- Se aprecio que es importante reconocer los pines del integrado 4017, los cuales deben ser conectados correctamente para un adecuado funcionamiento.

- Se pudo ver que en la matriz de leds 7x5, sólo se utiliza 12 pines de los 14 pines establecidos por el datasheet y los otros dos pines se denominan auxiliares, una para la columna 3 y otra para la fila número 4.

INTEGRANTES:

-Jesus Paricahua Roque

-Francois Palomino Chirapa

-Cristian Capia Condori

LABORATORIO 11

LABORATORIO 11

Contador en Anillo
y Matriz de Leds(4017)

Contador en Anillo:

Contador en anillo. Constituye un registro de desplazamiento en el cual la entrada del 1er flip-flop está condicionada por la salida del ultimo, constituyendo así una cadena cerrada.

La información introducida inicialmente circula permanentemente por los biestables sin perderse. Si al comienzo un biestable es puesto en "1" y el resto en "0" (lo cual se logra con las entradas asincrónicas SET y RESET de cada flip-flop).

En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en qué estado se encuentra el contador.

Matriz de Leds:

Parece que los LEDs se fabrican en todos los tamaños y formatos imaginables, y este componente que os presentamos hoy, hace gala de esa creatividad. Las matrices de LEDs (o LED arrays) son, como su nombre indica, una matriz de diodos LED normales y corrientes que se comercializa en multitud de formatos y colores. Desde las de un solo color, a las que tienen varios colores posibles, e incluso las hay de una matriz RGB (Os dejo imaginar la de pines que tiene).

Por lo demás, son diodos LED totalmente normales, organizados en forma de matriz, que tendremos que multiplexar para poder iluminar uno u otro punto, tal y como hicimos en la sesión del teclado matricial. Este componente se presenta con dos filas de 8 pines cada una, que se conectan a las filas y las columnas.

Si los diodos se unen por el positivo, se dice que son matrices de ánodo común (El nombre pedante del positivo) y se une por el negativo decimos que son de  cátodo común.

Integrado 4017:

Se trata de un contador/divisor o decodificador con 10 salidas. Estructuralmente está formado por un contador Johnson de 5 etapas que puede dividir o contar por cualquier valor entre 2 y 9, con recursos para continuar o detenerse al final del ciclo.

Proteus:

Video de la Simulación:

Conclusiones:

-Se llego a la conclusión de que no todas la matrices tienen el mismo diagrama interno, para ello se debe comprobar sus terminales.

-Se logro concluir que para que la matriz tenga una direccion opuesta, se debe negar algunas entradas. 

Observaciones:

-Observamos que nuestra matriz de leds, algunos focos no encendían. Eran mínimos.

Intengrantes:

-Jesus Paricahua Roque

-Francois Palomino Chirapa

-Cristian Capia Condori

LABORATORIO 10

LABORATORIO 10

Contador Johnson y Divisor

de Frecuencias

Contador Johnson:

El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variación del contador en anillo que duplica el número de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la decodificación del estado.

Tabla de como trabaja el contador según los pulsos.

Divisor de Frecuencia:

El JK flip-flop es un divisor-por-dos, porque el cambia de estado cada vez que un pulso activo alcanza su entrada; esto es, el primer pulso SETS (pone) al JK en lógica 1 (nivel H), y el segundo pulso lo RESETS (devuelve) a lógica 0 (nivel L).

Así, se requieren dos pulsos de entrada para proporcionar un pulso de salida. Las variables A y B de la figura 20 fueron escogidas para ilustrar esta división. Podemos considerar que A es la entrada para JK, y que B es su salida. Observemos que, por cada segmento igual de tiempo, sólo hay en B una cantidad de pulsos igual a la mitad de los pulsos presentes en A. Consecuentemente, la frecuencia de B es la mitad de la de A.

Si dos JK's son conectados en cascada (con la salida del primero manejando la entrada del segundo), el resultado será un circuito divisor-por-cuatro, porque la división por 2 del primer JK es dividida nuevamente por 2 en el segundo JK. 

Contadores digitales Cuando se conectan en cascada flip-flops JK, el resultado es una división por 2n (2 a la segunda potencia n), donde "n" es el número de etapas en cascada. así, tres JK's en cascada dividirán por 8, porque 2(3) = 8. Ver en la figura 21 el diagrama de tiempos para un divisor por 8. 2n significa que se debe multiplicar entre sí la base 2 un número "n" de veces, para obtener la cantidad que representa.

Es bastante fácil hacer divisiones cuyo divisor sea un número entero potencia de 2. Es poco más complicado si se desea dividir por diez, por ejemplo, porque tres JK's dividen por 8 y un cuarto JK's dividiría por 16. Es necesario, entonces, usar cuatro JK's y monitorizar la cantidad acumulada.

Cuando la cantidad alcance diez, es necesario proveer un pulso de salida y reset todos los JK's para que arranquen de nuevo en cero. Para hacer esta división por 10 se consiguen circuitos integrados, conocidos como DIVISOR POR DECADAS, pero se puede implementar como aparece en el diagrama lógico de la figura 22.

Divisores de frecuencia digital Un circuito divisor-por-diez podrá, en efecto, contar de o a 9. En la siguiente imagen, aparecen representados los números binarios con su equivalente decimal al frente (observemos que, la acción descrita por esta tabla, implica que cada etapa del circuito lógico cambie de estado solamente cuando la etapa precedente pasa a lógica 1 a lógica 0, es decir, únicamente cuando "caiga el pulso").

Las letras A, B, C y D se refieren a los JK's del diagrama en bloques (block diagram). Los JK's están numerados de derecha a izquierda de tal forma que sus estados, cuando se tabulen, aparezcan en el orden convencional establecido para los números binarios.

Contadores digitales Cuando todos los flip-flops están en el estado lógico 0, ellos tienen el número CERO. Cuando A está en lógica 1, C en lógica 0, y D está en lógica 1, los flip-flops tienen número 5. El razonamiento anterior se puede aplicar para cualquier número, entre 0 y 15.

Para dividir por 10, es necesario detectar el número 9, y aprovechar la caída de su pulso para reponer todas las etapas del circuito. Para este número, A es lógica 1, B es lógica 0, C es lógica 0 y D es lógica 1, datos que escritos en forma de expresión Booleana nos da lo siguiente:

E = A no-B no-C D, que se lee "E es igual a A and no-B and no-C and D"(el and significa la conjunción y en español, pero se ha dejado su equivalente inglés para visualizar mejor la clase de compuerta electrónica necesaria para implementar esta expresión del álgebra do boole: la AND.

Como se muestra en la parte superior de la siguiente figura, se usa una compuerta NAND de cuatro entradas para implementar esta función. Observemos que los JK flip-flops proporcionan directamente las salidas para No-B y NO-C. La salida B es lógica 1 cuando B no es lógica 1. Toda vez que el número 9 es detectado, la salida de la compuerta AND se pasa a lógica 1. Este nivel lógico sirve como señal de salida para el circuito divisor-por-diez, y como señal de reset para todos los JK.

Observemos que se ha incluido un circuito monoestable one-shot (OS) entre la salida y la línea de entrada reset para los flip-flops. El monoestable genera un puslo de logitud definida cada vez que el DATA PULSE cae (cada que el pulso propio del divisor cambia de nivel alto a nivel bajo), de ancho suficiente para dar tiempo a que todos los flip-flops se repongan (recordemos que está de por medio el tiempo de propagación, que, aunque es de unos 20 nanosegundos es TTL, es digno de tener en cuenta). Este mismo principio de REALIMENTACION (feedback) es usado para generarla salida y el reset de cualquier otro divisor.

Video de la Simulación:

Conclusiones:

-En conclusión, en un divisor de frecuencia impar, el periodo varía de manera impar, es decir, cierto tiempo este prendido y un durante un tiempo diferente permaneces apagado.

-Concluimos que se llama divisor de frecuencia a un dispositivo electrónico que divide la frecuencia de entrada en una relación casi siempre entera o racional, la forma de la señal de salida puede ser simétrica o asimétrica. La señal de entrada frecuentemente tiene forma de una onda cuadrada pero también puede ser sinusoidal o de otras formas.

Observaciones:
-Es preferible que antes de hacer la implementación del circuito, hacer su respectiva simulación para así conocer el funcionamiento y evitar errores en cuanto a conexiones.
-Es importante primero revisar el funcionamiento de cada flip-flop, ya que de encontrarse alterado o con falla, perjudicará al funcionamiento correcto del circuito.

Integrantes:
-Jesus Paricahua Roque
-Francois Palomino Chirapa
-Cristian Capia Condori

LABORATORIO 09

LABORATORIO 09

Contador síncrono de 4 y 6 etapas

¿Qué es un contador síncrono?

Los contadores síncronos suelen consistir en un elemento de memoria, que se implementa usando flip-flops y un elemento combinatorio, que es implementado tradicionalmente mediante puertas lógicas. Las puertas lógicas son circuitos lógicos con uno o más terminales de entrada y un terminal de salida, en el que la salida se conmuta entre dos niveles de tensión determinados por una combinación de señales de entrada. El uso de las puertas lógicas para la lógica combinacional suele reducir el costo de los componentes de los circuitos del contador a un mínimo absoluto, por lo que sigue siendo un enfoque popular.

¿Qué es un contador asíncrono?

Los contadores asíncronos, también conocidos como contadores de ondulación, son el tipo más simple, que requieren menos componentes y menos circuitería que contadores síncronos. Los contadores asíncronos son más fáciles de construir que sus contrapartes síncronas, pero la ausencia de un reloj interno también presenta varias desventajas importantes. Los flip-flops en un contador asíncrono cambia los estados en diferentes momentos, por lo que los retrasos en el cambio de un estado a otro, conocidos como retardos de propagación, se suman para crear un retardo global. Mientras más flip-flops contenga un contador asíncrono, mayor será el retardo globa

VIDEO DE LA SIMULACION:

Conclusiones:

-Asincronia se refiere a un suceso que no tiene una

capacidad total de correspondecia con otro suceso

-Los contadores son circuitos integrados capaces de almacenar en cualquier momento el numero de pulsos aplicados a una dterminada 

Integratntes:

-Jesus Paricahua Roque
-Fracois Palomino Chirapa
-Cristian Capia Condori