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UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS FACULTAD DE INGENIERIA ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA E.A.P DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

COMPROBACION DEL ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS (SEPTIMO LABORATORIO)

Estudiante: Segovia Pujaico, Álvaro Saúl Pereyra Peláez Oscar Abel Curso: Circuitos Digitales II Fecha de realización: 27 de octubre Fecha de entrega: 30 de octubre Docente: Ing. Guillermo Tejada Muñoz

Lima – 30 de octubre del 2017

15190039 15190023

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

CONTENIDO  Resumen y objetivos de la experiencia………………..………………….2  Datos, cómputos y resultados tabulados…………….……………………………………………………….3  Discusión de Datos y Resultados………………………………………….10  Conclusiones…………………………………………………………………11  Apéndice……………………………………………………………………...12

~1~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

I.

OBJETIVO  Analizar un circuito lógico secuencial síncrono mediante sus ecuaciones de estado, tabla de transición de estados, tabla de estados y diagramas de estados y comprobar los resultados mediante la experimentación práctica.

II.

RESUMEN 

El 7mo laboratorio consistió en desarrollar la parte experimental de la clase sobre circuitos secuenciales síncronos y su análisis.



Primero se procedió a implementar los circuitos secundarios como el circuito driver y el circuito antirrebote con el fin de obtener un correcto funcionamiento del circuito secuencial



Luego de implementar dichos circuitos y del análisis teórico del circuito secuencial a implementar, se procedió a experimentarlo en el laboratorio, donde pudimos corroborar nuestros datos teóricos satisfactoriamente.

~2~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

DATOS, CÓMPUTOS Y RESULTADOS TABULADOS 1.- Implemente el circuito de la IMAGEN 1. Para visualizar el nivel lógico de la entrada(X) y los estados de los FF (que en este caso coincide con las salidas del circuito) coloque Leds con sus correspondientes Drivers.

IMAGEN 1: Circuito secuencial síncrono

IMAGEN 2: Implementación del circuito secuencial síncrono

Ahora, para el análisis del circuito de la IMAGEN 1 (circuito secuencial síncrono), tenemos que hallar: a) Ecuaciones de estado b) Tabla de transición c) Tabla de estados d) Diagrama de estados

~3~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

CÁLCULOS COMPUTADOS

a) Ecuaciones de estado



Para el primer FF: 𝑄0(𝑡+1) = 𝐽0 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄0(𝑡) + ̅̅̅ 𝐾0 𝑄0(𝑡)

Pero: 𝐽0 = 𝐾0 = 1 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄0(𝑡+1) = 𝑄 0(𝑡)

𝒀𝟎 = ̅̅̅ 𝒚𝟎 …………. (1)



Para el segundo FF: 𝑄1(𝑡+1) = 𝐽1 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄1(𝑡) + ̅̅̅ 𝐾1 𝑄1(𝑡)

Pero: 𝐽1 = 𝑋𝑦0 + 𝑋̅̅̅̅ 𝑦0 𝐾1 = 𝐽1 𝑄1(𝑡) = 𝑦1 𝑄1(𝑡+1) = 𝐽1 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄1(𝑡) + 𝐽̅1 𝑄1(𝑡) 𝑄1(𝑡+1) = 𝐽1 ⊕ 𝑦1 𝑌1 = (𝑋𝑦0 + 𝑋̅̅̅̅) 𝑦0 ⊕ 𝑦1

(𝑿 ⊕ 𝒚𝟎 ) ⊕ 𝒚𝟏 …………….. (2) 𝒀𝟏 = ̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅



Para el tercer FF : 𝑄2(𝑡+1) = 𝐽2 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄2(𝑡) + ̅̅̅ 𝐾2 𝑄2(𝑡)

Pero: 𝐽2 = 𝑋𝑦0 𝑦1 + 𝑋̅̅̅̅𝑦 𝑦0 ̅̅̅1 𝐽2 = 𝐾2

~4~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

𝑦2 = 𝑄2(𝑡) 𝑄2(𝑡+1) = 𝐽2 ̅̅̅̅̅̅ 𝑄2(𝑡) + 𝐽̅2 𝑄2(𝑡) 𝑄2(𝑡+1) = 𝐽2 ⊕ 𝑦2

̅ ̅̅̅𝒚 𝒀𝟐 = (𝑿𝒚𝟎 𝒚𝟏 + 𝑿 𝒚𝟎 ̅̅̅) 𝟏 ⊕ 𝒚𝟐 …………………. (3)

𝑧0 = 𝑦0

Ecuaciones de Estado:

𝑧1 = 𝑦1 𝑧2 = 𝑦2 Es Moore ya que depende solamente de sus salidas y0, y1, y2

b) Tabla de transición TABLA 1 Tabla de transición del circuito X

.y2

0

.y1

1

Z2

Z1

Z0

y0

0

0

0

1

1

1

0

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

1

0

0

0

1

1

1

0

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

1

0

1

0

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

1

1

0

0

0

0

1

1

1

Y2

Y1

Y0

Y2

Y1

Y0

c) Tabla de estados Donde nuestros estados serán: 

A= 000

C= 010

E= 100

G= 110



B= 001

D= 011

F= 101

H= 111

~5~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

TABLA 2 TABLA DE ESTADOS DEL CIRCUITO X

0

1

Z2

Z1

Z0

A B

H A

B C

0 0

0 0

0 1

C

B

D

0

1

0

D

C

E

0

1

1

E

D

F

1

0

0

F

E

G

1

0

1

G

F

H

1

1

0

H

G

A

1

1

1

d) Diagrama de estados 1

B/001

A/000

1

1

0 H/111

1

0

C/010

0

0

0

1

G/110

0

0

0 D/011

E/100

F/101 1

1 1 DIAGRAMA 1: Diagrama de estados

~6~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

Puesto que ya sabemos el comportamiento de nuestro circuito, procedemos a implementar los circuitos secundarios, como el driver y el antirrebote.

Circuito Driver para LED

Imagen 3: Circuito Driver

CÁLCULOS COMPUTADOS Para el driver: 𝑣𝑏𝑒 = 0.8 𝑉 ,

𝑣𝑐𝑒 = 0.2 𝑉

ℎ𝑓𝑒 = 10 =

𝐼𝑐 20𝑚𝐴 = 𝐼𝑏 𝐼𝑏

𝐼𝑏 = 2𝑚𝐴 𝑅𝐵 =

4 − 0.8 2𝑚𝐴

𝑅𝐵 = 1.6𝑘𝛺 𝑅𝐶 =

5 − 2 − 0.2 20𝑚𝐴

𝑹𝑪 = 𝟏𝟒𝟎𝜴

~7~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

Imagen 4: Implementación de los Circuito Driver

Imagen 5: Implementación del circuito antirrebote

Ahora que ya tenemos implementado todos los circuitos requeridos para el experimento, procedemos a la experimentación del circuito. 2.- Aplique pulsos de 5 voltios y 5 Hz de frecuencia. Con el generador de señales en el clock y con pulsos de 5 voltios y con frecuencia de 1Hz ya que para 5Hz los cambios estado eran muy rápidos y no se podía analizar que para 1Hz 3.- Verifique que el circuito, en cada pulso del clock, transita por los estados de su diagrama de estados, para ello varíe el valor de X y registre los estados (salida de cada FF)

Imagen 7: X=1 Estado: B (001)

Imagen 6: X=1 Estado inicial: A

~8~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

Imagen 9: X=1 Estado: D (011)

Imagen 8: X=1 Estado: C (010)

Imagen 11: X=1 Estado: F (101)

Imagen 10: X=1 Estado: E (100)

Imagen 13: X=1 Estado: H (111)

Imagen 12: X=1 Estado: G (110)

~9~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

DISCUSIÓN DE DATOS Y RESULTADOS 

La TABLA 1 nos muestra la tabla de transición del circuito, donde los valores de Y0, Y1 y Y2 lo obtenemos de las ecuaciones (1), (2), (3) respectivamente, cuyas ecuaciones dependen de los valores de y0,y1,y2 y X.



Luego de obtener todos los valores de Y2,Y1 y Y0, clasificamos cada uno de nuestros estados(conformados por y2,y1 y0) por letras, así:



A= 000



C= 010



B= 001



D= 011



E= 100



F= 101



G= 110



F= 101



H= 111

Donde el MSB es y2, y el LSB es y0

Y si reemplazamos los estados en la TABLA 1, nos quedará la tabla más resumida, así como en la TABLA 2 (TABLA DE ESTADOS) donde nos muestra los estados que se va trasladando el estado inicial de acuerdo al valor de X (sea 0 lógico o 1 lógico) 

El DIAGRAMA 1 nos muestra el diagrama de estados, que en forma gráfica nos muestra cómo van cambiando los estados a medida que la entrada X sea ‘0’ o ‘1’ lógico en cada pulso del clock ; donde vemos que para cada valor de ‘1’ lógico, los estados van en forma ascendente, y para el valor ‘0’ lógico, los estados van en forma descendente, donde podemos corroborar que actúa como un contador ya sea ascendente(X=1) o descendente (X=0)



La IMAGEN 3 nos muestra el circuito driver para las salidas Z0, Z1, Z2 y para la entrada X que nos indicará la salida lógica mediante el encendido del Led (1) o apagado del Led (0) así como el valor lógico de la entrada X.



Las IMÁGENES 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13 nos muestra los cambios de estado desde 000 (Estado A) hasta 111 (Estado H) en forma ascendente; es decir para X=1 en cada pulso del clock.

~ 10 ~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

CONCLUSIONES 

El uso de las ecuaciones tanto como las tablas y diagramas de estado fue necesario para saber el comportamiento del circuito secuencial síncrono del experimento y corroborar que puede funcionar como un contador descendente o ascendente de acuerdo al valor de su entrada X ( ‘1’ para ascendente y ‘0’ para descendente)



El uso de los circuitos driver facilitó la representación de los niveles lógicos en las salidas Z0, Z1, Z2 y en la entrada X de las tablas de estado.



Así como también fue necesario el uso del circuito antirrebote para evitar falsos pulsos de disparo del exterior (ruido) y tener una salida más clara del antirrebote.

~ 11 ~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

APÉNDICE Esquemas circuitales

Estructura interna de los C.I

C.I 74LS112

C.I 74LS04

~ 12 ~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

C.I 74LS08

C.I 74LS11

C.I 74LS32

~ 13 ~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

C.I 74LS00

TRANSISTOR 2N2222

~ 14 ~

ANÁLISIS DE CIRCUITOS SECUENCIALES SÍNCRONOS

Esquemas implementados

Circuito secuencial síncrono

Circuito antirrebote

Circuitos driver

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