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UNIVERSIDAD TÉCNICA DEL NORTE

FACULTAD DE INGENIERÍA EN CIENCIAS APLICADAS

NOMBRE DEL PROYECTO

Registros de Desplazamiento

Nombre del autor: José Miguel Carapaz

Carrera: Ingeniería en Mecatrónica

Lugar: Ibarra - Ecuador

Fecha: 26 de Mayo del 2 010

Resumen La práctica de laboratorio consiste en entender el funcionamiento de todos los componentes que forman un registro de desplazamiento. Además muestra de forma abstracta una posible aplicación de este tipo de elementos, más bien dicho aproximarse al funcionamiento de un reloj. (Abstract) The practice of laboratory involves to understand the functioning of all the components that form a shift register. Also it shows of abstract form a possible application of this type of elements, better said to approximate to the functioning of a clock. Introducción Registro de Desplazamiento (Shift registers) Los registros de cambio son un tipo de circuito de lógica secuencial, principalmente para el almacenaje de datos digitales. Son un grupo de flip-flop conectados en una cadena de modo que la salida a partir de un flip-flop se convierta en la entrada del flip-flop siguiente. La mayor parte de los registros no poseen ninguna secuencia interna característica de estados. Todos los flip-flop son conducidos por un reloj común, y todos se fijan o reajuste simultáneamente.

Integrado (SN 74LS47N) ¿Qué es un decodificador? Se utiliza un decodificador de BCD a siete segmentos para tomar una entrada BCD de cuatro bits y dar salidas que pasarán corriente a través de los segmentos indicados para presentar el dígito decimal.

Integrado (SN 74LS194AN) Registro de desplazamiento de 4 bits

Es un registro de desplazamiento universal, este registro tiene 10 entradas y 4 salidas; estas últimas están conectadas a las salidas normales (Q) de cada flip flop en el circuito integrado. Los controles de modo a través de una red de puertas le indican al registro que desplace a la izquierda, a la derecha, que cargue en paralelo, o no haga nada (mantenimiento). Como todos

los CI’s TTL el 74194 tiene sus conexiones de alimentación +5V y GND, pero habitualmente esta no se indican en el símbolo lógico. Integrado (NTE 74116)

Dos biestables de 4 bits son circuitos binarios (con dos estados) en los que ambos estados son estables de forma que hace falta una señal externa de excitación para hacerlos cambiar de estado.

Integrado (SN 74LS74AN) Flip – Flop Tipo D

Este dispositivo contiene dos flip-flop positivo-bordeaccionados

independiente

de

D

con

salidas

complementarias. La información sobre la entrada de D es aceptada por los flip-flop en el borde que va positivo del impulso de reloj. Los datos sobre la entrada de D pueden ser cambiados mientras que el reloj es BAJO o ALTO sin afectar las salidas mientras la disposición de datos y los tiempos de asimiento no se violen. En un nivel bajo de la lógica preset o clear las entradas fijarán o reajustarán las salidas sin importar los niveles de la lógica de las otras entradas. Integrado (HD 14073BP) AND de tres entradas

Integrado (HD 74LS21P) AND de cuatro entradas

Integrado (ECE 74LS298) Multiplexor Un multiplexor es un circuito combinacional con 2n líneas de entrada de datos, 1 línea de salida y n entradas de selección. Las entradas de selección indican cuál de estas líneas de entrada de datos es la que proporciona el valor a la línea de salida. Materiales y Métodos MATERIALES 4 Display DD – 561A

Diagrama del circuito

6 Protoboard Generador de funciones 4017A Multímetro Fuente de voltaje BK Precision 1735A Resistencias: 4 (330Ω), 1 (22Ω) Pulsador de 4 pines 1 dip switch 2 switch de 3 pines 4 C.I. SN 74LS47N 4 C.I. SN 74LS194AN 1 C.I. NTE 74116 1 C.I. SN 74LS74AN 4 C.I. HD 14073BP 4 C.I. HD 74LS21P 1 C.I. ECE 74LS298 Alambre conductor AGW de timbre 1. Se implementa cuatro decodificadores (SN 74LS47N) en un circuito compuesto de cuatro displays, los cuales están conectadas respectivamente hacia un registro de desplazamiento (SN 74LS194AN). La resistencia (R1=330Ω) que va dirigida desde la unión de los pines 8 – 3 del display se conectan hacia Vcc.

2. Se utiliza un biestable (74116) conectado hacia un dipswitch, usado para trabajar con el BCD que debemos ingresar al momento de accionar un pulsador. 3. Para crear el registro de desplazamiento se utiliza un multiplexor (ECE 74LS298), el cual está dirigido por un switch, que al ser accionado ocasiona el enceramiento de nuestro registro de desplazamiento. 4. Utilizando un integrado (7474) conectado hacia un switch, el cual al encender o apagar envía una señal de reloj, y este ocasiona el desplazamiento y detención respectivamente. 5. El circuito combinacional está formado por el conjunto de integrados de la familia TTL:

Integrados usados 74LS04 74LS21 HD 14073

6. Finalmente para generar frecuencias de 5Hz y 1Hz se implementó un generador de pulsos capaz de mantener estable el desplazamiento de los datos ingresados. Resultados

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Para el funcionamiento de este circuito se debe alimentar un voltaje óptimo de 5v, ya que el uso de uno más alto ocasionaría el daño permanente de los integrados en uso.

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El uso de un display de 7 segmentos produce que el código BCD ingresado únicamente muestre hasta el número nueve. A partir del siguiente se relacionará con código hexadecimal.

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Con el dip swich (1-2-3-4) se ingresa los datos, el SW5 y SW6 con 1L trabajan normalmente, pues los datos se puede ingresar con una frecuencia de 5Hz y no se pierden, con SW5 en 0L se detiene el proceso y se ingresa nuevos números con SW1 a SW4 (desde el 0 al 15), y se carga con el pulsador SW6, el cual da el pulso de reloj en el biestable tipo D, el cual cambia el flanco de bajo a alto.

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Cambiando el SW5 a 1L se puede ingresar con el nuevo número y desplazar, y así comprobar un nuevo desplazamiento.

Discusión 

Trasladar lo simulado hacia una protoboard requiere mucha más concentración, ya que es un fácil cometer errores de conexión que a la larga afectaron el desempeño real de la práctica.

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La construcción del registro de desplazamiento utilizando los diferentes integrados encontrados en el simulador, ocasionó que al ser implementados en protoboard se busquen reemplazos ya que el mercado no contaba con aquellos.

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Las protoboard pudieron estar sin conectarse internamente, la cual podría causar una falla en la construcción.

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El uso de un multímetro es esencial al momento de montar el circuito, este evita la conexión irregular entre elementos. Además comprueba la lógica que cada integrado debe cumplir hasta cierto punto.

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Emplear elementos en buen estado evitará la pérdida de tiempo, comprobar a manera de consejo con un led cada una de las conexiones, para que exista continuidad.

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Se notó que cuando se daba un pulso el circuito entraba en corto, ocasionado por la mala ubicación de las conexiones de pin a pin.

Conclusiones 

El montaje de todos los elementos siguiendo lo demostrado en simulación no brindó buenos resultados a la hora de la práctica, el error que se produjo fue humano. No

obstante el practicar en laboratorio lo estudiado en clase, a la larga complementará nuestros conocimientos. Recomendaciones 

Cuando se encuentre con circuitos extensos se recomienda armar por partes, empezando por las características principales que debe cumplir este.

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Se recomienda consultar las características importantes (datasheet) de los elementos a utilizarse, en especial la forma de conexión para evitar errores en la obtención de resultados.

Referencias 

www.alldatasheet.com

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http://www.eelab.usyd.edu.au/digital_tutorial/part2/register01.html



http://en.wikipedia.org/wiki/Shift_register

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Thomas Floyd. Fundamentos de Sistemas Digitales .7ma Edición.



CHRISTIAN TAVERNIER, “Circuitos lógicos programables”, Paraninfo, 1994.



http://www.gestialba.com/public/electronica/eletacast001.htm



R.L. GEIGER, P.E. ALLEN, N.R. STRADER, “VLSI Design techniques for analog and digital circuits”, McGraw-Hill, 1990



http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/flip-flops.htm



www.datasheetcatalogic.com