UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO

FACULTAD DE INGENIERIA

LAB. DISEÑO DIGITAL

PRACTICA 5

CONTADORES

Objetivo

Que el alumno se familiarice con dispositivos que integran funciones secuenciales, como son los contadores y aprovechar las ventajas que se tiene por sus características de fabricación y como se deben implementar estos circuitos para que realicen funciones especificas.

1) Investigar.

El IC tipo 74161 es un contador binario sincrono de 4-bit con carga paralela y despeje asíncrono. La lógica interna es similar al circuito que se muestra a continuación;

En este diagrama se ilustra la asignación de las entradas y las salidas. Cuando se habilita la señal de carga, las cuatro entradas de información se transfieren dentro de cuatro flip-flops internos QA a través de QD, y QD es el bit más significativo. Hay dos entradas de habilitación de cuenta llamadas P y T. Ambas deben ser iguales a1 para que opere el contador. Para cargar la información de entrada, la entrada despejada debe ser igual a 1 y la entrada de carga debe ser igual a 0. Las dos entradas de cuente tienen entradas no importa y pueden ser iguales ya sea a 0 o 1. Los flip-flops internos dispararan en la transición positiva del pulso del reloj. El circuito funciona como un contador cuando la entrada de carga sea igual a 1 y ambas entradas de cuenta P y T son iguales a 1. Si P o bien T pasa a 0, la salida no cambia. La salida de la cuenta que se lleva es igual a 1. Cuando todas las cuatro salidas de información son iguales a 1.

Se utiliza un indicador BCD-7segmentos, para mostrar cualquiera de los dígitos decimales desde 0 hasta 9. Por lo común, el digito decimal esta disponible en BCD. Un decodificador de este tipo acepta un digito decimal en BCD y genera el código correspondiente a siete segmentos. El IC 7447 se aplica a las entradas de un exhibidor, digamos por ejemplo el 7730. Otros IC exhibidores equivalentes de 7segmentos pueden tener terminales de ánodo adicionales y pueden requerir valores diferentes de resistor.

2) Realice la cuenta de 000-111 por medio de un IC. (Contador)

Se puede elaborar precisamente con un IC del tipo 74191, y haremos la siguiente conexión; para empezar polarizaremos los pines 8 y 16 con tierra y voltaje corriente directa, para alimentar la propia compuerta. Luego en el pin 14 conectaremos nuestra señal de reloj, en el pin 11 Vcc, en el 4 tierra y el numero 5 será la selección de dirección de conteo, y finalmente en las salidas 3, 2, 6 y 7 pondremos diodos emisores de luz para visualizar el conteo.

3) Hacer las modificaciones al diseño anterior para que realice las siguientes cuentas:

a) 0101-1111.

Para este caso tomamos en cuenta las variables de entrada A, B, C y D que son los datos de entrada, si esta conectado el pin load a el pin RC, este pin de load es precisamente la carga que el contador hace para tomar esos valores como inicio del conteo y lo hace con ayuda del pin RC que esta todo el tiempo en nivel alto y solo esta en bajo cuando el conteo tiene que pasar del máximo (en este caso es el 1111) al mínimo, y es cuando el load carga el nuevo valor inicial y el contador se ve forzado a empezar desde este valor.

El diagrama correspondiente lo podemos apreciar en seguida;

b) 1010-0000.

Ahora procederemos de la misma forma como en el anterior caso, solo que esta ves la cuenta se pide descendente y eso implica que el pin 5 se conecte a Vcc. El resto es prácticamente es lo mismo solo que las variables de entrada, evidentemente cargan un valor diferente. Se muestra el diagrama correspondiente;

4) Diseñe un circuito secuencial que realice el siguiente proceso de cuentas, en un ciclo que cuente de 15 a 0, en el siguiente de 14-0, después de 13-0 y de 12-0,…..1-0.

Para este circuito se necesitan dos contadores; el primero contara los ciclos cortos, es decir, será el que este contando mas rápido, y es segundo será el que cuente mas lento en un ciclo mas largo y que dacha al primero el nuevo valor máximo en cada ciclo que complete el primero. En otras palabras el primer contador será el reloj del segundo y este le regresara el nuevo valor de carga, ambos contadores contaran en forma descendente.

Al hacer este análisis me di cuenta de que el primer contador funciona como reloj por medio de el pin Max/Min, entonces cuando la cuenta se aproxima a 0-0 y no hay máximo o mínimo y el contador no puede mandar una señal de reloj para que el segundo pueda cargar el nuevo para que todo vuelva a comenzar.

La solución que determine fue que como el primer contador deja de mandar señal de reloj en su pin de Max/Min porque simplemente no hay tales valores, entonces debía de mandar la señal de otro lugar y encontré que el pin RC, en este estado que la cuenta va de 0-0, actúa como un reloj pues, este pin esta en alto durante todo el conteo y en bajo solo cuando el ciclo pasa del ultimo al primero y como en la cuenta 0-0 se esta pasando de el ultimo al primero, decidí que este seria el reloj cuando se llegara a la cuenta 0-0.

Así durante el ciclo de 15-0….1-0 el reloj será el pin Max/Min y en el ciclo 0-0 lo será el pin RC, esto se logra con una compuerta AND con los pines RC y Max/Min a las entradas, y la salida será el reloj del segundo contador.

5) Diseñar un contador de ocho bits que cuente en forma ascendente si tiene un interruptor igual a “1” y en forma descendente si interruptor es igual a “0”.

Este circuito tiene mucha similitud con el problema anterior, aquí también se necesitaran dos contadores, y uno será el reloj de otro.

Analizando cuando se necesita que el primer contador mande la señal de reloj al segundo, de tal forma que el conteo siga una sucesión lineal y de una unidad. Entonces el pin que debe mandar la señal de reloj es RC.

Conclusiones

Los contadores, como dispositivos formados de funciones secuenciales en una sola componente ofrecen muchas ventajas por la gama de combinaciones que ofrece y el potencial para realizar funciones de diversa especie, resulta pues muy interesante la forma de relacionar estos componentes y lograr así funciones especificas.