FUNDACIÓN UNIVERSITARIA KONRAD LORENZ-INGENIERÍA DE SISTEMAS

LABORATORIO No. 9Diseño de contadores en cascada

 

ELEMENTOS DEL COMPUTADORProfesor: Héctor Arturo Flórez Fernández

Presentado por: Javier Mauricio Gamboa Salgado

Código: 544004

Facultad de Ingeniería de Sistemas

Fundación Universitaria Konrad LorenzBogotá D.C.

2007

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OBJETIVOS

Esta práctica tiene como objetivo principal la realización del diseño de un circuito contadores síncronos ascendente/descendente en cascada, capaces de presentar una secuencia de números entre cero (0) y noventa y nueve (99). Este laboratorio permite aplicar los conocimientos adquiridos en cuanto al manejo de los circuitos contadores síncronos y también retomará el concepto la presentación de resultados a través de dos (2) Displays.

Será importante verificar la forma en la cual el circuito integrado 74190 realiza la manipulación de las secuencias en los sentidos ascendente y descendente con el fin de evitar la realización de un circuito independiente que se encargue de controlar esta actividad.

En la etapa de implementación del circuito obtenido en el desarrollo teórico del ejercicio es necesario tener el conocimiento previo de los componentes a utilizar así como de sus propiedades. También debe existir una etapa de pruebas en la cual se determine el éxito del diseño o la reevaluación del mismo.

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DISEÑO DE LA SOLUCIÓN

Análisis del problema.Esta implementación se divide en dos etapas; la etapa del diseño de los contadores en cascada y la etapa de “decodificación” y presentación del resultado.

Diseño de contadores en cascada.En esta etapa es necesario indicar que se utilizará la implementación astable del circuito 555 como señal de reloj (CLK) para los contadores 74190, la cual maneja una frecuencia aproximada de 1,09 Hz dados los valores de las resistencias R1 y R2

(2K), y del condensador C (330f).

Este laboratorio plantea que los contadores trabajen de forma síncrona, es decir, los dos contadores dependen del mismo reloj.

El principal reto de este laboratorio se presenta en la activación oportuna del segundo contador 74190 que representa las decenas, en los dos sentidos (Ascendente/Descendente). Inicialmente en clase se planteó el diseño de un circuito adicional que indicara cuando activar este circuito, a través de la evaluación de las salidas del primer circuito (el que representa las unidades) y del selector del sentido del conteo.

Sin embargo es posible realizar este control con una salida que presenta el circuito 74190 denominada Ripple Clock (RC). Esta salida está a bajo nivel y genera un pulso a este nivel del mismo ancho de un pulso de bajo nivel del reloj, cada vez que existe una condición de desbordamiento superior o inferior. En otras palabras este pulso se genera cuando el contador termina un ciclo de conteo, es decir cuando de nueve pasa a cero (en el caso de conteo ascendente) o cuando de cero pasa a nueve (en el caso de conteo descendente).

La salida RC del primer contador, que representa las unidades, debe enviarse a la entrada a bajo nivel Count Enable (G o CE) del segundo contador. Con lo anterior se logra que el segundo contador solo se habilite por un periodo de tiempo igual a la

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duración de un nivel bajo del reloj cada vez que se presente el desbordamiento descrito anteriormente.

Por último, las salidas de estos contadores se envían a la etapa de visualización de datos.“Decodificación” y presentación del resultado.Cada una de las salidas de los contadores deben ser las entradas de los dos decodificadores/manejadores que en este caso es el circuito 7447. A su vez cada un de estos circuito arroja las salidas a, b, c, d, e, f y g a nivel bajo que representan los siete (7) segmentos de un Display y específicamente uno de ánodo común. El Display utilizado es de la serie 5161 que tiene la siguiente distribución:

Cabe anotar que cada una de las salidas de los decodificadores/manejadores se conecta al Display a través de una resistencia de 330.

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Simulación.

Para llevar a cabo la simulación de la implementación del circuito se utilizó la herramienta Circuit Maker 2000. Anexo al archivo de este documento se encuentra un archivo llamado Práctica_9.ckt en el cual se encuentra el modelo del circuito completo. Sin embargo a continuación se muestra el dibujo del circuito obtenido de este software.

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CONCLUSIONES

Este laboratorio presentó como reto principal el aprovechamiento de las salidas del circuito contador de las unidades para realizar la manipulación del circuito contador de las decenas que al final permitió visualizar los resultados esperados.

En la realización de la simulación se pudo verificar la validez de lo expuesto teóricamente y así obtener el diseño que posteriormente se llevo a cabo en la implementación.

Con este circuito fue posible apreciar la versatilidad que tiene el circuito 74190 dado que su aplicación va más allá de la implementación de contadores y puede extenderse a la realización de aplicaciones para la manipulación de datos.

Por último, fue de gran importancia conocer los comportamientos de los circuitos utilizados para obtener una implementación exitosa respecto al diseño realizado previamente.