Trabajo Final Sistemas Digitales Secuenciales Unad

7/28/2019 Trabajo Final Sistemas Digitales Secuenciales Unad

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SISTEMAS DIGITALES SECUENCIALES

Trabajo Final Actividad 11

APORTE PROYECTO FINAL


UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA- UNAD


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TRABAJO FINAL Actividad 11

INTRODUCCIN

La finalidad de este trabajo es permitirnos como estudiantes realizar unainvestigacin que nos permita identificar y explicar, algunas tcnicas deelaboracin de circuitos digitales a partir del planteamiento de un problema quees perfectamente aplicable a la vida real.

Se busca que a travs del trabajo en equipo de los integrantes del grupocolaborativo se logre fortalecer los conocimientos adquiridos en cada una de lasactividades planteadas para la unidades desarrolladas referente a los temas dealmacenamiento de informacin, circuitos multivibradores, manejo de Flip-Flopy mquinas de estado para finalmente plasmar las conclusiones obtenidas luegodel trabajo realizado en conjunto por el grupo colaborativo.


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DESCRIPCIN DEL PROBLEMA JUSTIFICACION:

Como grupo colaborativo debemos:

Disear e implementar un sistema de control de entrada y salida a una clnicabasndose en el estudio, anlisis y aplicacin de los Sistemas Digitales

Secuenciales.

Adems debemos:

Sustentar el sistema de control de entrada y salida de visitantes en una clnica deacuerdo con las variables establecidas para el proyecto.

NECESIDAD:

El proyecto tiene como finalidad la solucin a una situacin real para el control deentrada y salida de visitantes familiares a pacientes hospitalizados en una clnica yque debe estar limitado a condiciones previamente establecidas; el grupo

colaborativo debe entregar una nica solucin junto con la simulacin, no seaceptan trabajos independientes.

Descripcin del Problema: Control de entrada y salida de visitantes en unaClnica.El grupo colaborativo debe disear e implementar un sistema de control de entraday salida de visitantes a familiares hospitalizados en una clnica, durante el horario devisitas, las reas de visitas para los familiares son los pisos 3, 4, 5 y 6,para cada piso el nmero de visitantes es de mximo 10 personas, para plantear lasolucin de deben tener presente las siguientes consideraciones para laimplementacin del proyecto.

Cada piso ser identificado a travs de un display siete segmentos y en laentrada se observar la disponibilidad para permitir el acceso a los pisosseleccionados.

En cada piso se debe evidenciar el nmero de visitantes que ha ingresado a travsde display siete segmentos, indicando si al piso se puede permitir el acceso de msvisitantes o no.

Al momento de la llegada de un visitante, ste debe informar el piso hacia donde sedirige, si hay disponibilidad se autorizar la entrada y automticamente se

incrementar el nmero de visitantes en el piso.

Cuando un visitante de cualquier piso salga debe evidenciar en el display delrespectivo piso y su disponibilidad para un nuevo visitante.

En la entrada de la clnica se debe evidenciar la disponibilidad para nuevosvisitantes en cada piso a travs de un led de color verde; si no haydisponibilidad, se debe evidenciar a travs de un led de color rojo.


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Recuerde que si no hay disponibilidad para el acceso de visitantes en los pisos, nose debe permitir su acceso.

Propuesta Inicial:

Se debe generar un control de acceso a la clnica con cuatro contadores (uno paracada piso) de 0 a 9 en forma ascendente y de 9 a 0 de forma descendente. De la

misma forma se debe instalar un comparador para que se encargue de bloquear yno permita el acceso de ms de 10 visitantes por piso.

Se puede contar con un control de acceso, puede ser con un carn, con barrera decampo magntico, con un dispositivo de huella dactilar, con dispositivos sencilloscomo una botonera que active una cantonera y que no permita su activacin cuandolos visitantes del piso sean igual a 10; o con cualquier dispositivo que nos de laseal de entrada y salida de cada visitante.

As mismo se puede colocar una seal luminosa que permita visualizar si el piso avisitar esta con capacidad de visitas o no.

Con respecto al contador ascendente y descendente se puede utilizar la informacinque adjuntamos a continuacin ( es un contador sncrono)

DIAGRAMA DE BLOQUES

El visitante escoge el piso a visitar, si el numero es inferior de 9 entonces led verdeencendido y visita permitida, si nmero igual a 9 entonces led rojo encendido y visitarechazada. Al salir la visita decremento el contador entonces nmero menor quenueve y led verde indicando visita autorizada.


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MARCO TEORICO, CONTENIDO

Descripcin de las terminales del Temporizador 555

Pines del 555.

GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentacin, generalmente tierra. Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del

tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monostable. Este proceso de

disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje dealimentacin. Este pulso debe ser de corta duracin, pues si se mantiene bajo pormucho tiempo la salida se quedar en alto hasta que la entrada de disparo pase aalto otra vez.

Salida (normalmente la 3): Aqu veremos el resultado de la operacin deltemporizador, ya sea que est conectado como monostable, astable u otro. Cuandola salida es alta, el voltaje ser el voltaje de alimentacin (Vcc) menos 1.7 Voltios.Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla dereset (normalmente la 4).

Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone lapatilla de salida a nivel bajo. Si por algn motivo esta patilla no se utiliza hay que

conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee". Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando eltemporizadorse utiliza en el modo

de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en laprctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). As es posiblemodificar los tiempos en que la salida est en alto o en bajo independiente deldiseo (establecido por los resistores ycondensadoresconectados externamente al555). El voltaje aplicado a la patilla de control de voltaje puede variar entre un 45 yun 90 % de Vcc en la configuracin monostable. Cuando se utiliza la configuracinastable, el voltaje puede variar desde 1.7 voltios hasta Vcc. Modificando el voltaje enesta patilla en la configuracin astable causar la frecuencia original del astable seamodulada en frecuencia (FM). Si esta patilla no se utiliza, se recomienda ponerle un

condensador de 0.01F para evitar las interferencias. Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que tiene el

555 y se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el

condensador externo utilizado por eltemporizadorpara su funcionamiento.
http://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:555-schem.svg?uselang=eshttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizadorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Temporizador


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V+ (normalmente la 8): Tambin llamado Vcc, alimentacin, es el pin donde seconecta el voltaje de alimentacin que va de 4.5 voltios hasta 18 voltios (mximo).Hay versiones militares de este integrado que llegan hasta 18 Voltios.

DESCRIPCION DE ELEMENTOS A UTILIZAR EN EL CIRCUITO DE CONTROL

Que es un decodificador? Es un dispositivo que "decodifica" un cdigo de entrada

en otro. Es decir, transforma una combinacin de unos y cero, en otra. 74LS47, en

particular transforma el cdigo binario en el cdigo de 7 segmentos. Parece confuso,

pero en breve quedar ms claro.

El decodificador recibe en su entrada el nmero que ser visualizado en el display.

Posee 7 salidas, una para cada segmento. Para un valor de entrada, cada salida

toma un estado determinado (activada o descativada).

La entrada consiste en 4 patas o pines donde el decodficador recibe los nmeros

binarios. Podemos ingresar valores de 0 a 9 en formato binario.

Como es un decodificador 74LS47? El dispositivo viene en un encapsulado

DIP16. Sus pines o patillas son:

Entradas: 4 pines de entrada para ingresar el dgito a mostrar en binario.

Salidas: 7 pines de salida, uno para cada segmento.

Control: 3 pines de control. Por el momentos no entraremos en detalle para que seutilizan.

Alimentacin: 2 pines para alimentacin, fuente (+) y fuente (-).
http://chippackage.tecnoface.com/?d=DIP-Dual-in-line&show=pk&pk=dip16http://chippackage.tecnoface.com/?d=DIP-Dual-in-line&show=pk&pk=dip16


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Entonces, como ya lo dijimos, hay que aplicar el nmero deseado en la entrada y el

dispositivo, automaticamente, habilita los segmentos correspondientes a la salida.

Supongamos que queremos mostrar el numero 5. Utilizando la tabla anterior vemos

que 5 en binario es 0101. Debemos aplicar este valor en los pines de entrada en el

orden DCBA, es decir DCBA = 0101, o sea D=0, C=1, B=0, A=1. Al hacerlo, el

integrado enciende todos los segmentos, salvo "b" y "e" para mostrar el nmero 5.

Veamos ahora, los valores reales de tensin en la entrada y salida. Recuerden que

el "1" lgico equivale a 5v y el "0" lgico a 0v. Vemos nuevamente el mismo grfico,

ahora con los valores de tensin en la entrada y la salida:

Resumiendo:

En la entrada del 74LS47 hay que ingresar un cdigo binario


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El valor binario es una combinacin de unos y cero, siendo, "0" lgico = 0v; "1" lgico

= 5v.

En la salida aparece la combinacin de siete segmentos correspondiente.

Cada pin de salida corresponde a un segmento.

Las salidas son activo baja, es decir, "0" lgico = encendido; "1" lgico = apagado.

Vean la conexin: tenemos la fuente de 5v, conectada a un resistor en serie con el

LED. El ctodo del LED queda conectados a una pata del integrado 74LS47. Vean

que pasa, cuando la salida del integrado esta en 0v, se produce una circulacin de

corriente desde la fuente hasta la pata, y el led se enciende. Pero, cuando la salida

queda en 5v, no hay circulacin de corriente (pues no hay desnivel de tensiones).

Simple, verdad? Si no esta muy claro como funciona, recomiendo leer el primer

tutorial, donde explico como funciona un display anodo comn, ya que justamente

este tipo de display vamos a utilizar en este circuito.

PLANTEAMIENTO DE LA SOLUCION

La idea es disear un contador sncrono INCREMENTO/DECREMENTO con salidaa display y que realice el cambio de cuenta con solo accionar un switch. (activacincontrol de acceso)Para poder realizar el conexionado del circuito es necesario formular unasecuaciones.

Si a la funcin de cambio para que el contador sea ascendente o descendente lellamamos (L) entonces nos quedan las siguientes Ecuaciones:

Donde s L=1, la cuenta es ascendente y si L=0, la cuenta es descendente
http://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/19-conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentoshttp://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/19-conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentoshttp://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/19-conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentoshttp://tecnoface.com/tutoriales/12-practicando-con-displays-de-7-segmentos/19-conceptos-basicos-de-un-display-de-7-segmentos


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Diagrama esquemtico

Contador sncrono con display. (Incremento/decremento)

Proponemos la construccin de un contador con circuitos integrados TTL que realizael incremento o decremento segn sea el caso de 0-9 o de 9 a 0, que mantiene unled encendido en verde si hay cupo de visita en el piso o en rojo si el contador yaest en 9 (10 unidades), esto lo logramos con la misma seal pero la negamos parauno de los led.

El esquema electrnico es el siguiente:

Descripcin del funcionamiento del circuito: Tenemos dos switch normalmenteabiertos, que en este caso nos realizan la simulacin de los dispositivos arribamencionados (control de acceso) y LM555 que retardan el pulso en cerca de 1/2segundo para que llegue sin rebote a las entradas del 74192 que es un contador


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ascendente descendente de 0 a 9 y de 9 a 0.

Cada que pulsamos estamos simulando el ingreso de un visitante, en ese momentocon la ayuda del 555 se genera un retraso en la seal, es decirse genera un pulsoen la salida correspondiente y pasa a la entrada del 74192. Este integrado ladecodifica y la enva en binario al 7447 que se encarga de convertirla en un nmerode 0 a 9 un display de 7 segmentos de nodo o ctodo comn segn el que

escojamos.

Del cdigo binario que genera el 74192 tomamos las entradas que corresponden alnmero 9 (la 1 y la 8) y se la aplicamos a una compuerta AND 7408.

Esta compuerta enviar un 1 lgico a la salida cuando ambas entradas sean H (1) yesto encender el led rojo. Cualquier otro nmero en sus entradas provocarn un 0en su salida, encendiendo el led verde. Esto indicar un nmero menor que 9 y porlo tanto que pueden seguir ingresando visitantes al piso

Cuando se enciende el led rojo tambin se polariza el transistor 2N3904 causando

que en su colector haya un nivel lgico 0 el cual inhibe el LM555 impidindolecontar. Esto ser as hasta que haya un nmero menor que 9 en el contador74192.Desarrol lo en PROTEUS. Contador.

En la siguiente grafica vemos los contadores de cada piso, encontramos el conteoascendente en cada uno de los pisos, posteriormente vemos de cerca (zoom piso 6)el estado de las indicaciones, led 1 visitas disponibles, led 2 cupo de visitantescopado. Adicionalmente debemos tener en cuenta que el nmero mximo devisitantes en la indicacin es 9 pero es primordial empezar a activar el contador solodesde el segundo visitante, es decir que el nmero real de visitantes es:

#visitantes = (display + 1).


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ON VISITADISPONIBLE

ON VISITA NODISPONIBLE

OFF VISITADISPONIBLE

OFF VISITANODISPONIBLE


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CONCLUSIONES

BIBLIOGRAFIA

Gua Y rubrica de la actividad -- Proyecto final Sistemas Digitales

Secuenciales

http://www.bibliocad.com/biblioteca/edificio-3d_28827

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555

http://www.youtube.com/watch?v=XGsviC_RhJY&feature=related
http://www.bibliocad.com/biblioteca/edificio-3d_28827http://www.bibliocad.com/biblioteca/edificio-3d_28827http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555http://www.youtube.com/watch?v=XGsviC_RhJY&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=XGsviC_RhJY&feature=relatedhttp://www.youtube.com/watch?v=XGsviC_RhJY&feature=relatedhttp://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555http://www.bibliocad.com/biblioteca/edificio-3d_28827

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