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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.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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’.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
Implementación (diagrama de bloques)
CircuitoSecuencial
CircuitoCombinacional
reset
clk
Figura 2. Diagrama de bloques de la máquina secuencial a desarrollar.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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.
DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITO PARA MOSTRAR NOMBRE EN DISPLAY DE 7 SEGMENTOS
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
POSITIVE-AND GATES. Doi: SDLS139.