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INSTITUTO POLITCNICO NACIONALESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y

ELCTRICA

INGENIERA EN COMUNICACIONES Y ELECTRNICA

PRACTICAS DE CIRCUITOS LGICOS

LABORATORIO DE COMPUTACIN IV

PRCTICA 8

NOMBRE DE LA PRACTICA: Contador binario de 4 y 8bits.

OBJETIVO DE LA PRACTICA: El alumno comprobar en el laboratorio un circuito contadorbinario de 4 y 8 bits. Disear un contador de diezdcadas, utilizando dos contadores 74LS193, dos exhibidores(display) y dos decodificadores BCD de siete segmentos74LS47.

DURACIN: Cuatro horas.MATERIAL NECESARIO:

Fuente de voltaje de 5 V.Nueve LED (diodo emisor de luz).Las siguientes resistencias:

Una de 1KS (R1), cuatro de 220S_(R2), una de 22KS (R3) y nueve de 330S (R5).Un PRESET de 1MS (R4).Un capacitor de 1:F.Un push botton (reset o reinicio).Dos exhibidores (display), nodo comn.Los siguientes circuitos integrados: (TTL).

Un LM555, dos 74LS193, dos 74LS47, un 74LS04 y un 74LS21.

Un desarmador pequeo para ajustar el PRESET.Alambre para conexiones.Manual ECG Semiconductors.

AUTORES:

PROFESOR: M. en C. Salvador. Saucedo Flores. Ext. 54797PROFESOR: Ing. Pablo Fuentes Ramos. Ext. 54641 y 54797ALUMNO PIFI: Eduardo Flores Meja.

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CONTADOR 74193 (LS193/HC193)

La Figura 8-1, muestra un contador ascendente/descendente preiniciable 74193, indicando:(a) smbolo lgico, (b) descripcin entrada/salida y (c) tabla de seleccin de modos.

La Figura 8-1, muestra el smbolo lgico y la descripcin de entrada y salida del contador74193. Este contador puede describirse como un contador ascendente/ descendente preiniciableMOD-16 con conteo sncrono, preiniciacin asncrona y reiniciacin maestra asncrona.

Observemos la funcin de cada entrada y salida:

ENTRADAS DE RELOJ CPU y CPD El contador responder a las TPP (Transicin de PendientePositiva) en una de las dos entradas de reloj. CPU es la entrada de reloj de conteo ascendente.Cuando se apliquen los pulsos a esta entrada, el contador se incrementar (contar hacia arriba)en cada TPP hasta llegar a un conteo mximo de 1111; entonces se recicla a 0000 y vuelve acomenzar. CPD es la entrada de reloj de conteo descendente. Cuando se apliquen los pulsos aesta entrada, el contador decrementar (contar hacia abajo) en cada TPP hasta llegar a unconteo mnimo de 0000; entonces se recicla a 1111 y vuelve a comenzar. De este modo se usaruna entrada de reloj para contar en tanto la otra est inactiva (se conserva en ALTO).

REINICIACIN MAESTRA (MR). Esta es una entrada asncrona activa en ALTO que reinicia alcontador en el estado 0000. MR es un reiniciador de cd (corriente directa), de manera que tendral contador en 0000 en tanto que MR=1. Tambin elimina todas las otras entradas.

ENTRADAS PREINICIABLES. Los multivibradores (flip-flop) del contador pueden preiniciarse enlos niveles lgicos presentes en las entradas de datos paralelas P0-P3 pulsando momentneamentela entrada de carga paralela de ALTO a BAJO. Esta es una preiniciacin asncrona queelimina la operacin de conteo. No obstante, no tendr efecto si la entrada MR se encuentraen su estado activo en ALTO.

SALIDAS DEL CONTEO. El conteo regular siempre esta presente en las salidas Q0-Q3 de los MVB(MultiViBrador), donde Q3 es el LSB (bit menos significativo) y Q0 el MSB (bit ms significativo).

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SALIDAS FINALES DEL CONTEO. Estas salidas se utilizan cuando dos o ms unidades del74LS193 se conectan como contador con etapas mltiples para producir un nmero MOD mayor.En el modo de conteo ascendente, la salida del contador de orden inferior se conecta a laentrada CPU del siguiente contador de orden superior. En el modo de conteo descendente, la salida

del contador de orden inferior se conecta a la entrada CPD del siguiente contador de ordensuperior.

es el conteo ascendente final (tambin llamado acarreo). Se genera en el 74193

utilizando la lgica que se muestra en la Figura 8-2 (a). Evidentemente ser BAJO slo

cuando el contador se encuentre en el estado 1111 y CPU sea BAJO. As, permanecer enALTO cuando el contador cuente hacia arriba de 0000 a 0001. En la siguiente TPP de CPU, elconteo pasa a 1111, pero no pasa a BAJO sino hasta que CPU retorna a BAJO. La siguiente

TPP en CPU recicla el contador a 0000 y tambin ocasiona que retorne a ALTO. Esta TPP

en ocurre cuando el contador se recicla de 1111 a 0000 y se puede utilizar para cronometrarun segundo contador ascendente 74193 a su siguiente conteo superior.

es la salida del conteo descendente final (tambin llamado prstamo). Se genera comose muestra en la Figura 8-2 (b). Normalmente es ALTO y no pasa a BAJO sino hasta que elcontador haya contado hacia a abajo hasta el estado 0000 y CPD sea BAJO. Cuando la siguienteTPP en CPD recicla el contador a 1111, ocasiona que retorne a ALTO. Esta TPP en TCD sepuede usar para cronometrar un segundo contador descendente 74193 en su siguiente conteoinferior.

DIRECCIN DEL CONTEO (+ o -). Las entradas CPU y CPD se muestran como dos etiquetasdistintas porque tienen efectos internos diferentes. Primero se considerar la etiqueta superior.Esta etiqueta para la entrada CPU es 2+. El signo (+) indica que una TPP en esta entradaincrementar en uno el conteo; en otras palabras, causar que el contador cuente de maneraascendente. Del mismo modo, la etiqueta superior para la entrada CPD tiene un signo menos (-)para sealar que esta entrada disminuye en 1 el valor del conteo; en otras palabras; causa que elconteo sea descendente.

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PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Armar el siguiente circuito:

Circuito topolgico 1. Contador binario de 0 a 15.

Ajustar la resistencia en el preset con el desarmador de tal forma que se pueda observar elconteo binario en los LED.

Comprobar la numeracin binaria de 0 a 15.

Conectar P1 y P2 (terminales 1 y 10) a Vcc.

Desconectar (terminal 11) de Vcc. Y conectarla a (terminal 12).

Observar y anotar lo que sucede en los LED.

Regresar P1 y P2 a GND (tierra) y desconectar de y conectar a Vcc.

Conectar la seal del reloj a CPD (terminal 4, conteo descendente), y CPU (terminal 5, conteoascendente) a Vcc.

Observar y comprobar el conteo binario descendente de 15 a 0.

Conectar P1 y P2 a Vcc (terminales 1 y 10), desconectar de Vcc. (Terminal 11) yconectarla a (terminal 13).

Anotar lo que sucede.

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Armar el siguiente circuito.

Circuito topolgico 2. Contador binario de 0 a 255

Observar el conteo binario ascendente en los ocho LED.

Realizar las conexiones necesarias para que el conteo binario sea descendente (de 255 a 0).

Armar el siguiente circuito

Diagrama topolgico 3. Circuito que cuenta de 0 a 99.

Con el desarmador modificar la resistencia del preset y al mismo tiempo observar losexhibidores (display).

Como las salidas Q0 Q1 Q2 Q3, realizan su conteo binario de 0 a 15 y para un conteo decimalnada ms se necesita de 0 a 9; entonces se le adapta una compuerta Y (AND) de 4 entradas alcontador de tal forma que cuando se encuentre el conteo en 10b (1010) se ajusta la conexin condos inversores para poder activar la compuerta Y y su salida se utiliza para activar a MR(reiniciacin maestra) para llevar al contador a 0000 obteniendo un ciclo en el contador de 0 a 9.

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Esta misma salida invertida incrementar el contador de las decenas (contador 2). Usando el74LS192 el diseo se hubiera facilitado mucho.

De esta misma manera se obtiene el ciclo de 0 a 9 para las decenas, lo cual se observa enel logigrama siguiente.

CUESTIONARIO

En el circuito topolgico 3

1. Qu sucede al aumentar la resistencia en el preset?

2. Qu sucede al disminuir la resistencia en el preset?

3. Cul es la cantidad mxima que aparece en los exhibidores (display)?

En el circuito integrado 74193

4. Qu utilidad tienen las entradas preiniciables?

5. Qu relacin tiene CPU y .

6. Qu relacin tiene CPD y .

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7. Qu relacin tiene CPU y .

8. Que utilidades le puedes dar a este contador? Menciona tres de ellas.

9. Disear un circuito de contador de seis dcadas, (0 a 60), basndose en el diseo delcircuito topolgico 3 y su logigrama.

10. Disear un reloj que contenga seis exhibidores (display), dos que indiquen las horas, dosque indiquen los minutos y dos que indiquen los segundos. Recordar que el conteo en losdos exhibidores de las horas son de 1 a 12 de 0 a 24, y en los minutos y segundos de 0 a60.