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• Adrian Antonio Sosa Solis

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Práctica Lógica Secuencial

PRACTICA SECUENCIAL 1

CONTADOR BINARIO ASCENDENTE/DESCENDENTE DE 4 BITS CON DISPLAY

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Práctica Lógica Secuencial PRACTICA No. 18 “CONTADOR BINARIO ASCENDENTE/DESCENDENTE DE 4 BITS CON DISPLAY”

18.1 Introducción 18.1.1 Procedimiento de diseño 18.1.2 Diseño de contadores 18.1.3 Display de 7 segmentos 18.2 Objetivo 18.3 Material y equipo 18.4 Metodología 18.5 Anexos Anexo No.18.5.1 Diagrama de estado Anexo No.18.5.2 Tabla de excitación Anexo No.18.5.3 Diagrama de conexiones del C.I.7447 18.6 Bibliografía 1 8.7 Autoevaluación

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Práctica Lógica Secuencial 18.1 INTRODUCCIÓN. 18.1.1 Procedimiento de diseño. El diseño de un circuito secuencial temporizado principia mediante un conjunto de especificaciones y termina en un diagrama lógico o en una lista de funciones booleanas mediante las cuales puede obtenerse un diagrama lógico.

En contraste con un circuito combinacional, que está especificado por completo con una tabla de verdad. Un circuito secuencial requiere una tabla de estado para su especificación.

El primer paso en el diseño de circuitos secuenciales es obtener una tabla de estado o un diagrama de estado.

Los circuitos secuenciales síncronos están hechos de flip-flops y compuertas lógicas combinacionales.

El número de flip-flops se determina mediante el numero de estados necesarios en el circuito.

A continuación mencionaremos los pasos a seguir en el diseño de circuitos secuenciales:

1. La descripción verbal del comportamiento del circuito, esta descripción puede ir acompañada de un diagrama de estado, un diagrama de temporizado o alguna otra información de relevancia.

2. En base a la información anterior, obtener la tabla de estado.

3. El número de estados puede reducirse por los métodos de reducción de estado

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Práctica Lógica Secuencial y el circuito secuencial puede caracterizarse por las relaciones de entrada-salida independientemente del número de estados.

4. Se asignan valores binarios a cada estado si la tabla de estado obtenida en los pasos 2 y 3 contienen símbolos alfabéticos.

5. Se determina el número de flip-flops necesarios y se asigna un símbolo alfabético a cada uno.

6. Se escoge el tipo de flip-flop que va a utilizarse.

7. Mediante la tabla de estado se derivan las tablas de excitación y salida del circuito.

8. Por el uso del método de mapas o cualquier otro método de simplificación, se derivan las funciones de salida y las entradas de los flip-flops.

9. Se dibuja el diagrama lógico.

Recuerda: un circuito puede tener estados binarios sin utilizar, si el numero total de estados es menor que 2. Los estados que no se usan se toman como condiciones no importa durante el diseño del circuito combinacional.

18.1.2 Diseño de Contadores.

Un circuito secuencial que pasa a través de una secuencia prescrita de estados bajo la aplicación de pulsos de entrada se denomina contador. Los pulsos de entrada, llamados pulso de conteo, pueden ser pulsos de reloj, o pueden originarse en una fuente externa y pueden ocurrir a intervalos de tiempo prescrito o aleatorio.

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Práctica Lógica Secuencial

En un contador, la secuencia de estados puede seguir un conteo binario o cualquier otra secuencia de estados. Los contadores se encuentran en casi todos los equipos que trabajan con lógica digital. Se usan para contar el numero de ocurrencias de un evento son útiles para generar secuencias de temporizado para controlar operaciones en un sistema digital.

Un contador binario de n-bits consta de n flip-flops y puede contar en binario desde 0 hasta 2n- 1.

En un diagrama de estados os estados binarios se indican dentro de los círculos y las flechas indican el estado binario próximo. Ver. Fig. 1 8.1

Figura 18.1 Diagrama de estado

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Práctica Lógica Secuencial 18.1.3 Display de 7 segmentos.

El display de 7 segmentos consiste en un conjunto de 7 diodos emisores de luz (LED) encapsulados y conformados de tal manera que, según los que estén luciendo, muestren caracteres alfanuméricos, figura 18. (a). Pueden ser de cátodo común o de ánodo común, según estén unidos todos los cátodos o todos los ánodos.

(a)

(b)

(c) Fig. 18.2 Cada uno de los segmentos tiene asignado una letra según se muestra en la figura No.18.2 (b), siendo PD el punto decimal. Los caracteres posibles, excitando el display, son los representados en la figura No. 1 8.2 (c).

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Práctica Lógica Secuencial 18.2 OBJETIVO.

Diseñar e implementar un contador binario ascendente/descendente de 4 bits con display.

18.3 MATERIAL Y EQUIPO.

MATERIAL A). Compuerta AND (7404) B). Flip-flop de acuerdo a tu diseño C). Display de 7 segmentos D). Circuito 7447 o equivalente (decodificador/excitador BCD de 7 segmentos) E). Protoboard F). Cable telefónico G). Interruptores (opcional) H). Pinzas de punta y de corte.

EQUIPO A).

Fuente de corriente directa variable.

B).

Multímetro digital.

18.4 METODOLOGÍA.

1) Elabora y documenta el diagrama de estado del circuito. En el anexo 18.5.1 Diagrama de estado.

2) Elabora y documenta la tabla de excitación correspondiente al circuito, en el anexo 18.5.2 tabla de excitación.

3) Determina el número de flip-llops que utilizaras.

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Práctica Lógica Secuencial 4) Selecciona el tipo de flip-tlop que utilizaras.

5) Establece la tabla de excitación para el flip-flop seleccionado.

6) Dibuja el diagrama lógico para el circuito.

7) Identifica las terminales de cada uno de los circuitos integrados que utilizaras para armar el circuito. (V+, V-,IN, OUT, GND, etc.)

8) Identificadas las terminales de los circuitos y del display para colocarlas en el protoboard, realiza las conexiones que determinaste en el diagrama lógico.

9) Conectar la fuente de c.d. regulada en 5 volts al circuito.

10) Comprueba el diagrama de estado y la tabla de excitación antes señalada para este circuito.

11) ¿Funcionó el circuito? en caso negativo, revisa las conexiones realizadas. Auxíliate con el multímetro digital. NOTA Para esta práctica solo se va a requerir la simulación del circuito, pero el diagrama, las reducciones y todo el procedimiento de diseño, se deberá mostrar al entregar la practica junto con la hoja de forma y el reporte correspondiente.

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Práctica Lógica Secuencial 18.5 ANEXO ANEXO 18.5.1. Diagrama de estado

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Práctica Lógica Secuencial 18.5 ANEXO ANEXOI8.5.2. Tabla de excitación.

Estado presente

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Estado futuro

Sal.

Cto.

Ent. F.F.

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Práctica Lógica Secuencial ANEXOIS.5.3. Diagrama de conexiones del C.I. 7447

18.6 BIBLIOGRAFÍA

- Mano M. M.. 1 987. Diseño digital. México, Prentice Hall Hispanoamérica S.A. 491 pp.

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Práctica Lógica Secuencial 18.7 AUTOEVALUACION 1. ¿Qué es un contador?

2. ¿Qué son los pulsos de conteo?

3. ¿Para que se utilizan los contadores?

4. Menciona alguna de sus aplicaciones.

5. ¿De cuantos flip-fiops consta un contador binario de n-bits?

6. ¿Hasta cuanto puede contar en binario este circuito?

7. ¿Qué es un diagrama de estado y para que se utiliza?

8. ¿Qué señalan las líneas dirigidas entre los círculos del diagrama de estado?

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