T.P N° 8 : Sistemas secuenciales

Desarrollo teórico:

Contador

Un contador es un circuito secuencial que cambia de estado cada vez que recibe un pulso por la entrada que lo dispara, de tal manera que una sucesión de dichos pulsos lo hace pasar por un cierto número de estados a partir de uno denominado estado inicial, hasta uno llamada estado final. Un circuito así se denomina contador porque puede determinarse la cantidad de pulsos de entrada que ha recibido con sólo ver en qué estado de la secuencia se encuentra.

Algunos contadores detienen su conteo una vez alcanzado su estado terminal (de cuentas prefijadas) pero es mucho más frecuente los que cuentan libremente, es decir, que estando en el estado final, de recibirse un nuevo pulso de entrada, pasen al estado inicial y repitan cíclicamente la secuencia de conteo con los sucesivos pulsos de entrada. En estos casos, como la secuencia es cíclica, la mera observación del estado del contador no permite reconocer si se ha hecho una vuelta entera, y menos aún saber cuantas vueltas se produjeron. Por eso, si el número de estados que posee la secuencia es M, el número de pulsos de entrada recibidos se conoce como módulo de M, es decir, únicamente se conoce el resto de su división entera por M. Por esta razón, al número de estados de la secuencia se lo denomina módulo del contador

Un contador puede también ser considerado un divisor de frecuencia, ya que si recibe por su entrada de conteo una señal periódica de una frecuencia dada, el contador realizará un ciclo completo de su evolución cada M ciclos de la señal de entrada. Si se obtiene una señal que indique cada vez que el contador realiza uno de estos ciclos completos, esta señal tendrá una frecuenia M veces menor que la señal de entrada.

Los contadores se realizan sobre la base de un cierto número de flip-flops debidamente interconectados. El número de flip-flops utilizado limita el valor que puede llegar a tomar el módulo de un contador, ya que como n flip-flops solo puede lograr 2^n estados, no pueden lograrse con ellos un contador de módulo mayor que esa cifra. El conjunto de salidas de los flip-flops que integran un contador, que dan el estado del contador y, por ende, registran el número de pulsos contados, constituyen la salida del mismo.

Los contadores suelen clasificarse, desde el punto de vista de su estructura interna, en

Sincrónicos:

son aquellos en los cuales todos los flip-flops que los componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada.

Asincrónicos:

son aquellos en que no todos los flip-flops que lo componen son disparados sincrónicamente por los pulsos de entrada, sino que algunos de ellos reciben su disparo por otro mecanismo, por ejemplo la salida de otro flip-flop del contador.

También los podemos clasificar desde el punto de vista de la secuencia de estados por la que atraviesa, en contadores ascendentes , descendentes y bidireccionales.

Ascendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta nula, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta máxima, es decir, los que cuentan hacia arriba. También se los llama aditivos o progresivos.

Descendentes:

Son aquellos en los que los sucesivos pulsos de entrada los hacen evolucionar desde un estado inicial, que corresponde a cuenta máxima, hasta un estado terminal, que corresponde a cuenta nula, es decir, los que cuentan hacia abajo. También se los llama sustractivos o regresivos.

Bidireccionales:

Son aquellos que pueden operar tanto en forma progresiva como regresiva.

Los contadores son muy usados en el conteo de eventos, o de pulsos de reloj, y como divisores de frecuencia.

Decodificador

Los decodificadores son dispositivos lógicos cuyas entradas presentan una combinación de ceros y unos que identifican y seleccionan a una de las varias salidas que posee; la salida así seleccionada pasa al nivel activo, mientras que todas las otras salidas quedan en el nivel inactivo. Por esta característica que tienen las entradas de seleccionar una de las salidas, se la suele denominar también entradas (o líneas) de selección o de dirección.

En este caso utilizamos un decodificador de BCD natural a 7 segmentos.

Desarrollo de la práctica:

Materiales necesarios:

C.I. CD4013
C.I. HEF 4511 (Decodificador)

C.I. CD4510 (Contador)

C.I. LM555 (Monoestable)

2 Micropulsadores

Resistores y capacitores de variados valores

1)Usando la hoja de datos de los CI diseña un contador que cumpla con las siguientes prestaciones:

a)La cuenta debe mostrarse en un display de 7 segmentos.Podrás usar el modulo desarrollado en el TP1.

b)El sistema debera tener un Start-Up-Reset.


c)Mediante dos pulsadores(no llaves)deberas controlar la cuenta y su sentido en modo Toggle.

2)Dibuja el esquematico del diseño.

Simulación del circuito:

Conclusiones:

Como conclusión, podemos decir que este circuito resulta fácil de construir, y no es muy costoso. Es súmamente útil para realizar una cuenta ascendente o descendente, para cualquier fin que se necesite.