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• Diego Mendieta Molina

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UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO ASIGNATURA: SISTEMAS DIGITALES II. PRACTICA Nº 5 CONTADORES Y DIVISORES DE FRECUENCIA 1. COMPETENCIAS

2. MARCO TEORICO

Un contador (counter en inglés) es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cómputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Habitualmente, el cómputo se realiza en un código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural (contador de décadas).

Clasificación de los contadores Según la forma en que conmutan los biestables, podemos hablar de contadores síncronos (todos los biestables conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los biestables conmutan uno tras otro). Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UP-DOWN (ascendentes o descendentes según la señal de control). Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits, desde 0 hasta 2n-1), contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores Módulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-cuarto. El número máximo de estados por los que pasa un contador se denomina módulo del contador. Este número viene determinado por la expresión 2^n donde n indica el número

de bits del contador. Ejemplo, un contador de módulo 4 pasa por 4 estados, y contaría del 0 al 3. Si necesitamos un contador con un módulo distinto de 2^n, lo que haremos es añadir un circuito combinacional. Divisor de frecuencia Se llama divisor de frecuencia a un dispositivo electrónico que divide la frecuencia de entrada en una relación casi seimpre entera o racional. La forma de la señal de salida puede ser simétrica o asimétrica. La señal de entrada frecuentemente tiene forma de una onda cuadrada pero también puede ser sinusoidal o de otras formas. Suelen estar formados por contadores digitales. Se pueden obtener relaciones de frecuencia no enteras utilizando contadores de módulo variable, por ejemplo, si a cada pulso de salida se cambia el módulo del contador entre 2 y 3, se obtiene una relación de frecuencias de 5:2. El JK flip-flop es un divisor-por-dos, porque el cambia de estado cada vez que un pulso activo alcanza su entrada; esto es, el primer pulso SETS (pone) al JK en lógica 1 (nivel H), y el segundo pulso lo RESETS (devuelve) a lógica 0 (nivel L). Así, se requieren dos pulsos de entrada para proporcionar un pulso de salida. Las variables A y B de la figura 20 fueron escogidas para ilustrar esta división. Podemos considerar que A es la entrada para JK, y que B es su salida. Observemos que, por cada segmento igual de tiempo, sólo hay en B una cantidad de pulsos igual a la mitad de los pulsos presentes en A. Consecuentemente, la frecuencia de B es la mitad de la de A. Si dos JK's son conectados en cascada (con la salida del primero manejando la entrada del segundo), el resultado será un circuito divisor-por-cuatro, porque la división por 2 del primer JK es dividida nuevamente por 2 en el segundo JK. Cuando se conectan en cascada flip-flops JK, el resultado es una división por 2n (2 a la segunda potencia n), donde "n" es el número de etapas en cascada. así, tres JK's en cascada dividirán por 8, porque 2(3) = 8. Ver en la figura 21 el diagrama de tiempos para un divisor por 8. 2n significa que se debe multiplicar entre sí la base 2 un número "n" de veces, para obtener la cantidad que representa. s bastante fácil hacer divisiones cuyo divisor sea un número entero potencia de 2. Es poco más complicado si se desea dividir por diez, por ejemplo, porque tres JK's dividen por 8 y un cuarto JK's dividiría por 16. Es necesario, entonces, usar cuatro JK's y monitorizar la cantidad acumulada.

3. MATERIAL Y EQUIPOS  1 Multímetro  1 Breadboard  1 Generador de señal  1 Fuente de alimentación  Resistencias de diseño  Led’s de diseño 4. PROCEDIMIENTO Parte 5.1 Diseñar un contador de rizado de 4 bits, usar flip flop JK. Mostrar el conteo mediante LED´s

Parte 5.2 Diseñar un contador de 4 bits usando un contador sincrónico JK, que realice la una secuencia desde el número 5 al número 13 bucle cerrado, mostrar el conteo mediante LED´s.

Parte 5.3 Diseñar un contador BCD usando el contador 74161. Mostrar el conteo mediante LED´s.

Parte 5.4 Diseñar un divisor de frecuencia por 20, usando contadores MSI, la elección del contador se deja a criterio del alumno en función a la experiencia adquirida en clases, calcular el porcentaje de error del circuito.

Parte 5.5 Diseñar un contador con carga en paralelo, usando el integrado 74193 (opcional 74163). El conteo deberá empezar a partir del número 3, es decir 3, 4, 5, 6, 7, 3, 4....mostrar el conteo mediante LED´s. Ajustar el circuito para que realice un conteo descendente.

5. CUESTIONARIO 1. Explique el funcionamiento de cada uno de los integrados utilizados     

74112.- Flyp Flop JK 7408.- Multiplicador 7432 - Sumador 7448 .- Decodificador binario a decimal 74193.- Contador ascendente o descendente

2. Mencione aplicaciones reales a cada una de las experiencias. 

Las aplicaciones para estos contadores podrían ser en relojes, cronometros, temporizadores, o para generar secuencias para otras a plicaciones

6.- CONCLUCIONES.

Se pudo ver diferentes tipos de circuitos temporizadores condecodificadores los cuales mostraban valores decimales Una de las grandes aplicaciones del 555, debido a que puede manejar 200 mA de salida, es la de generar tonos audibles, tal como una sirena.

7.- RECOMENDACIONES 

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Para este Laboratorio es esencial el correcto armado del circuito para así obtener el resultado deseando, cualquier otra configuración mínimamente errónea se verá afectado el resultado Se debe tener en cuenta las polaridades de los display Tener cuidado al alimentar el circuito ya que un voltaje excesivo puede ocasionar que el circuito integrado se queme.