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Capítulo 7:Contadores y registros

Circuitos Digitales IDepartamento de Telemática

Facultad de Ingeniería Electrónicay Telecomunicaciones

Contadores y registros

CONTADORES ASÍNCRONOS (DERIZO)


n Ejemplo 1n El contador inicia en el estado 0000 y

luego se aplican los pulsos de reloj.Poco después se eliminan estospulsos de reloj y los FF del contadortienen el número 0011. Cuántospulsos de reloj ocurrieron?.


n Número MOD

Donde N es el número de FF.


n Ejemplo 2n Se necesita que un contador cuente el

número de elementos que pasan por unacorrea transportadora. Se utiliza unacombinación de una fotocelda y una fuenteemisora de luz para generar un solo pulsocada vez que un elemento cruce sutrayectoria. El contador tiene que contarhasta mil elementos. Cuántos FF serequieren?.


n División de frecuencias


n Para cualquier contador la salida delúltimo FF (es decir, el MSB) divide lafrecuencia de entrada de reloj por elnúmero MOD del contador.


n Ejemplo 3

n Cuántos FF se necesitan para elcontador MOD-60?.


CONTADORES CON NÚMERO MOD<2 EXP N


n Ejemplo 4


n Ejemplo 5n Determine el número MOD del contador de

la figura a.n Determine la frecuencia en la salida D si la

frecuencia de entrada es 30 KHz.

n Ejemplo 6n Construya un contador MOD-10 que cuente

de 0000 (cero) a 1001 (9 decimal).


n Contadores de décadas y contadoresBCDn Un contador MOD-10 también se conoce

como contador de décadas.n Un contador de décadas es cualquier

contador que tenga 10 estados diferentes,independientemente de la secuencia.

n Un contador de décadas que cuenta ensucesión de 0000 (cero) a 1001 (9decimal), se denomina comúnmentecontador BCD.


n Ejemplo 7n Construya un contador MOD-60.


CONTADORES ASÍNCRONOS EN CI


n Ejemplo 8n Muestre cómo conectar el 74293 para

que funcione como un contadorMOD-16 con una entrada de reloj de10 KHz.


n Ejemplo 9n Muestre cómo alambrar el 74293 para

que funcione como un contadorMOD-10.


n Ejemplo 10n Muestre cómo alambrar el 74293 para

que funcione como un contadorMOD-14.


n Ejemplo 11n Otra manera de obtener un MOD-60.

n Explique cómo funciona este circuito.


n Símbolo IEEE/ANSI para elcontador 74293


n Contadores asíncronos CMOS


CONTADOR ASÍNCRONODESCENDENTE


RETARDO DE PROPAGACIÓN ENCONTADORES DE RIZO


CONTADORES SÍNCRONOS(PARALELOS)


n Las entradas J y K de los FF estánconectadas de forma tal que sóloaquellos FF que se supone cambiaránde estado en una determinada TPNnegativa tendrán J=K=1.

Contadores y registrosn Ventajas de los contadores síncronos sobre los

asíncronos

n El contador síncrono puede operar con unafrecuencia de entrada mucho mayor que la de uncontador asíncrono con el mismo número de FF.

n El contador síncrono también tiene ventaja en elproceso de decodificación.

n El contador síncrono requiere más circuitería queel contador asíncrono.


n CI prácticosn 74LS160/162, 74HC160/162,

contadores síncronos de décadas.n 74LS161/163, 74HC161/163,

contadores síncronos MOD-16.


n Ejemplo 12n Determine fmáx si tpd de cada FF es 50 ns y

tpd de cada compuerta AND es 20 ns.Compare esta fmáx para un contador de rizoMOD-16.

n Qué tiene que hacerse para convertir estecontador en MOD-32.

n Determine fmáx para el contador paraleloMOD-32.


CONTADORES SÍNCRONOSDESCENDENTES Y

ASCENDENTES/DESCENDENTES


n CI prácticosn 74LS190 y 74HC190


n Ejemplo 13n Describa la forma en la que el circuito

operará cuando CONTEOASCENDENTE Y CONTEODESCENDENTE sean bajas y cuandosean altas.


CONTADORES PREINICIABLES


n La preiniciación asíncrona se emplea envarios contadores en CI, tales como los74190, 74191, 74192 y 74193 de la familiaTTL, y sus equivalente CMOS 74HC190,74HC191, 74HC192 y 74HC193.


n Preinicación síncronan El contador es preiniciado durante la

misma transición activa de la señal de relojque se emplea para el conteo.

n Ejemplos de contadores en CI que incluyenpreiniciación síncrona son los TTL 74160,74161, 74162 y 74163 y sus equivalenteCMOS 74HC160, 74HC161, 74HC162 y74HC163.


CONTADOR 74193 (LS193/HC193)


n Salidas finales del conteo


n Ejemplo 14n Un 74193 se conecta como un contador

ascendente. Las entradas de datosparalelos se conectan permanentementecomo 1011 y a continuación se muestranlas formas de onda de entrada de Cpu, PL yMR. Suponga que el contador inicialmentese encuentra en el estado 0000 ydetermine las forma de onda de salida delcontador.


n Ejemplo 15n Un 74193 se conecta como contador

descendente. Las entradas de datosparalelos se conectan de modopermanente como 0111 y las forma deonda en CPD y PL se muestran acontinuación. Supong a que el contadoestá inicialmente en el estado 0000 ydetermine las forma de onda de salida.


n Número MOD variable utilizando el74193


n No es coincidencia que la razón de divisiónde frecuencias sea la misma que el númeroaplicado a las entradas de datos paralelas.


NOTACIÓN IEEE/ANSI


n Decodificación activa en alto


n Ejemplo 16n Cuántas compuertas AND se

necesitan para decodificarcompletamente todos los estados deun contador binario MOD-32. Cuálesson las entradas de la compuerta quedecodifica para el conteo de 21?.


n Decodificación activa en bajon Se emplean compuertas NAND en

lugar de AND.


n Ejemplo 17


n Decodificación del contador BCD


DECODIFICACIÓN DETRANSICIONES FALSAS


n Deshabilitación estroboscópica


CONEXIÓN EN CASCADA DECONTADORES BCD


DISEÑO DE CONTADORESSÍNCRONOS


n Tabla de excitación J-K


n Ejemplo:


n Diagrama de transición de estados


n Tabla con estados presentes ysiguientes

n Adición de columnas J y K



n Diseño de los circuitos lógicos


n Implantación de las expresionesfinales


CONTADORES DE REGISTRO DECORRIMIENTO

n Contador de anillo

n Iniciación de un contador de anillon Una manera sencilla de lograrlo es

mediante la aplicación momentáneade un pulso en la entrada dePREINICIO de uno de FF y en laentrada de BORRAR de todos losdemás.



n Contador Johnson


n Decodificación de un contadorJohnson


APLICACIONES DE LOSCONTADORES: CONTADOR DE

FRECUENCIAn Contador de frecuencias


n Ejemplo 18n La frecuencia desconocida es 3792 pulsos

por segundo (pps). El contador se borra acero antes de t1. Determine la lectura delcontador después de un intervalo demuestreo den 1 sn 0.1 sn 10 ms


n Ejemplo 19n Suponga que el contador está constituido

por tres contadores BCD en cascada y susdispositivos de exhibición visual asociados.Si la frecuencia de entrada desconocidaestá entre 1 y 9.99 kpps. Cuál es la mejorcolocación de la posición del interruptor?.


n Contador de frecuencias completo


APLICACIONES DE LOSCONTADORES

n Reloj digital


n Sección de horas


REGISTROS EN CIn Entrada paralela/salida paralela:

74174 y 74178


n Ejemplo 20n Describa la forma en el que el 74178

puede conectarse como un contadorde anillo.


ENTRADA SERIAL/SALIDA SERIAL:4731B


ENTRADA SERIAL/SALIDA SERIAL:4731B

n Ejemplo 21n Cómo puede alambrarse el CI 4731B

como un registro de corrimientoindividual de 256 bits?.


ENTRADA PARALELA/SALIDASERIAL: 74165/74LS165/74HC165


n Ejemplo 22n Determine las condiciones necesarias

de entrada si los pulsos en CP1producen la operación de corrimientoa la derecha.


n Ejemplo 23n Cómo puede colocarse el 74165 en el

modo de retención de manera que elcontenido del registro no varíecuando se apliquen pulsos a CP1.


ENTRADA SERIAL/SALIDAPARALELA:

74164/74LS164/74HC164


n Ejemplo 24n Suponga que el contenido inicial del

registro 74164 es 00000000.Determine la secuencia de estadoscuando se apliquen pulsos de reloj.


n Otros registros en CIn 74194/LS194/HC194n 74373/LS373/HC373/HCT373n 74374/LS374/HC374/HCT374


SÍMBOLOS IEEE/ANSI PARAREGISTROS

GRACIAS

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