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GUIAS NICAS DE LABORATORIO
CRONOMETRO DIGITAL AUTOR: ALBERTO CUERVO
SANTIAGO DE CALI UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI DEPARTAMENTO DE LABORATORIOS
DEPARTAMENTO DE LABORATORIIOS DEPARTAMENTO DE LABORATOR OS GUIIAS DE CRONOMETRO DIIGIITAL GU AS DE CRONOMETRO D G TAL
CRONMETRO DIGITAL
OBJETIVO Los contadores son uno de los circuitos digitales de mayor aplicacin en la construccin de sistemas lgicos electrnicos. stos pueden ser sincrnicos o asincrnicos. Los contadores sincrnicos constituyen un caso particular de circuito secuencial sincrnico en donde los pulsos de entrada que se van a contar se inyectan a la entrada de reloj o de pulsos de todos los flip-flops que componen el contador, obligando a los flip-flops a cambiar de estado de forma simultnea con la sola diferencia en los tiempos de operacin de los flip-flops individuales. El cambio de estado de cada uno de los flipflops ser funcin de los valores lgicos presentes en las entradas de excitacin (SR, JK o D) de cada uno de los flip-flops. A diferencia de los contadores sincrnicos, en los contadores asincrnicos los pulsos de cuenta no se inyectan a todas las entradas de reloj de los flip-flops de forma simultnea, causando una mayor simplicidad en el circuito del contador, pero una mayor lentitud en su operacin. La presente prctica tiene como objetivo familiarizar al estudiante en la operacin de los circuitos de contadores con el diseo de un circuito prctico como es el caso del cronmetro digital. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Disear el circuito de un cronmetro digital, con las seales que se muestran en el diagrama siguiente. El cronmetro deber poder contar el tiempo en segundos desde 0 hasta 39 segundos en forma decimal.Contar Borrar
CRONMETRO DIGITALreloj
SALIDA
Al display de 7 segmentos
Por tanto el cronmetro tendr dos digitos decimales, el dgito de las unidades y el dgito de las decenas, los cuales debern ser llevados al display de 7 segmentos para poder visualizar el nmero de segundos transcurridos desde que se arranca a contar al cronmetro hasta que se detiene. Los pulsos de reloj deben ser obtenidos del generador de frecuencias (27) y divisor de frecuencias (28) con la frecuencia apropiada.DEPARTAMENTO DE LABORATORIIOS DEPARTAMENTO DE LABORATOR OS GUIIAS DE CRONOMETRO DIIGIITAL GU AS DE CRONOMETRO D G TAL
Las seal de Contar ser obtenida de un teclado (31) Cuando Borrar = 1, el contador se repone a 0 segundos. Cuando Contar = 1 el cronmetro arranca, y cuando Contar se regresa a 0 se detiene el cronmetro. Para el dgito de las unidades, utilice el circuito integrado del contador binario sincrnico (39) convertido en contador decimal (0...9) utilizando su entrada de cargar datos en paralelo. Para el dgito de las decenas utilice flip-flops JK. Para este dgito implemente un contador binario asincrnico de 0 a 3, ya que la velocidad del contador es muy lenta, y el contador asincrnico necesita menos circuitos para su realizacin que el sincrnico. Utilice como mximo dos compuertas AND/NAND, especificando muy bien todas las conexiones que se deben efectuar en el montaje del circuito en el laboratorio. SOLUCIN. El diagrama en bloques del cronmetro se muestra en el diagrama siguiente, el cual est compuesto de dos contadores: un contador decimal para el dgito de las unidades y un contador binario de 0 a 3 para el dgito de las decenas. Los pulsos de reloj con una frecuencia de 1 Hz (1 pulso por segundo) incrementan al contador de las unidades. Cuando ocurra el dcimo pulso el dgito de las unidades pasa a 0 y produce una transicin que provoca que el dgito de las decenas se incremente, etc.Cronmetro digital
Contar
Unidades
Decenas
reloj 8 4 2 1 8 4 2 1
Por ejemplo, si el nmero en el cronmetro es el 09 (0000, 1001), al ocurrir el flanco positivo del dcimo pulso en la entrada del contador de las unidades este pasa a 0 (0000), la transicin negativa de 1 a 0 del bit de mayor orden del contador de las unidades se aplica al contador de las decenas hacindolo incrementar y pasando a 1 (0001).
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La funcin de la compuerta NAND consiste en bloquear los pulsos de reloj cuando Contar =0. Si Contar = 0, la salida de la compuerta NAND =1 y no se aplican pulsos al cronmetro. Se muestra el circuito digital del cronmetro digital
BORRARContar
CT=0 2+ G1 1G2 C3
CTRDIV16
Display de 7 segmentos
reloj 1 Hz2+/G1: entrada de pulsos para conteo creciente C3: entrada asincrnica de carga que se activa con 0 CT=0: entrada asincrnica de borrado que se activa con 1
decenas unidades 1 2 4 8
entrada
bit mayor orden
1 2 4 8
BORRAR
1J
Q0
1J
Q1
1K RBORRAR
1K R
pulsador
1
Observacin: Con un nivel alto en la entrada (CT=0), se borra el contadorEn el circuito el contador binario de las decenas est compuesto por dos flip-flops, pus ste nada ms debe contar de 0 a 3 (00 a 11) segn las especificaciones. En el contador binario CTRDIV16, la entrada C3 es alimentada por una compuerta NAND para que cuando ocurra el dcimo pulso y este contador pase a 1010 momentneamenteDEPARTAMENTO DE LABORATORIIOS DEPARTAMENTO DE LABORATOR OS GUIIAS DE CRONOMETRO DIIGIITAL GU AS DE CRONOMETRO D G TAL
la entrada C3 se haga 0 y se cargue el nmero presente en su entrada (0000). De esta forma se obliga a este contador a pasar del nmero 9 (1001) al 0 (0000). Finalmente la seal Borrar lleva a 0 a todo el cronmetro segn la conexin efectuada.
BIBLIOGRAFA 1. Vctor P. Nelson, H. Troy Nagle, Bill D. Carroll y J. David Irwin, Anlisis y Diseo de Circuitos Lgicos Digitales , Prentice-Hall Hispanoamericana S.A., 1996 2. System Technick, DIGI BOARD2 Descripcin Tcnica
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