Circuito integrado 555Es un circuito integrado de bajo costo y de grandes prestaciones. Inicialmente fue desarrollado por la firma Signetics El 555 es un integrado muy útil, pudiendo ser configurado en varias modalidades. Una de estas modalidades es la del multivibrador astable, para lo cual el circuito oscila a una frecuencia y ciclo de trabajo configurables mediante resistencias y condensadores externos. La versatilidad de este integrado de tecnología bipolar, es que las frecuencias y ciclos de trabajo resultantes, no dependen de la fuente de alimentación. La circuitería interna del 555 según National Semiconductors, es la siguiente: El 555 puede operar a partir de 4.5V hasta 18V y puede manejar corrientes de salida de hasta 200 mA. Descripción de las terminales del Temporizador 555 Pines del 555. GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra. Disparo (normalmente la 2): Es en esta patilla, donde se establece el inicio del tiempo de retardo, si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando este pin va por debajo del nivel de 1/3 del voltaje de alimentación. Este pulso debe ser de corta duración, pues si se mantiene bajo por mucho tiempo la salida se quedará en alto hasta que la entrada de disparo pase a alto otra vez. Salida (normalmente la 3): Aquí veremos el resultado de la operación del temporizador, ya sea que esté conectado como monoestable, astable u otro. Cuando la salida es alta, el voltaje será el voltaje de alimentación (Vcc) menos 1.7 Voltios. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reset (normalmente la 4). Reset (normalmente la 4): Si se pone a un nivel por debajo de 0.7 Voltios, pone la patilla de salida a nivel bajo. Si por algún motivo esta patilla no se utiliza hay que conectarla a Vcc para evitar que el 555 se "resetee". Control de voltaje (normalmente la 5): Cuando el temporizador se utiliza en el modo de controlador de voltaje, el voltaje en esta patilla puede variar casi desde Vcc (en la práctica como Vcc -1 voltio) hasta casi 0 V (aprox. 2 Voltios). Así es posible modificar los tiempos en que la salida es multivibrador astable y como multivibrador monoestable. Puede también configurarse para por ejemplo generar formas de onda tipo Rampa En estas condiciones. tal como se muestra en la siguiente figura: El condensador Ct. RB y CT y se evalúa mediante la siguiente fórmula: Para que se cumpla esta expresión. . La descarga de Ct se realiza a través de RB únicamente. RA debe ser una resistencia mucho mayor al de RB. Si se desea obtener ciclos de trabajo del 50%. RA debe ser igual a RB. se carga ahora solamente a través de RA porque el diodo D1 cortocircuita a la resistencia RB durante el tiempo de carga del condensador. el ciclo de trabajo depende de los valores de RA y RB y se calcula así: En este circuito. porque el voltaje en el pin 2 (TRIGGER) del 555 nunca alcanzaría el nivel de disparo (1/3 de Vcc). el valor de RB debe ser menor de RA/2. para obtener un ciclo de trabajo de 50%. se deben conectar dos diodos. el ciclo de trabajo del circuito está dado por: Así en este circuito. no es posible alcanzar una onda simétrica pura. sino el circuito no puede oscilar. se muestra el circuito para que el 555 funcione en modo astable: La frecuencia. depende los valores de RA.Modo Astable del 555 A continuación. En este circuito. Lo que se puede hacer para alcanzar una onda cuyo ciclo de trabajo sea lo más cercano al 50%. CICLO DE TRABAJO "50% "50% "50% "50% El ciclo de trabajo.09KHz PRACTICO F.1 Luego. esto debido.Ahora. los valores de las resistencias serán: Estos son los resultados obtenidos en el laboratorio: TEORICO FRECUENCIA 1 Hz 10Hz 100Hz 1 KHz FRECUENCIA 0. F. se mantuvo estable y muy aproximado al 50%. se deben escoger los condensadores apropiados: Para 1 Hz escogemos un condensador de 100 Para 10 Hz escogemos un condensador de 10 Para 100 Hz escogemos un condensador de 1 Para 1 KHz escogemos un condensador de 0. Otra configuración alternativa para obtener un circuito de ciclo de trabajo del 50%. a que las resistencias no eran exactamente iguales.1Hz 98Hz 1.propuesto por National Semiconductors es: .9Hz 10. F. para producir las distintas frecuencias. en todo momento. F. Veamos el cátodo común.Cada segmento esta designado con una letra. tenemos 8 leds colocados en forma de un dígito con punto decimal. sin embargo el encapsulado solo tiene 10. tenemos dos tipos de display de 7 segmento: 1) Ánodo Común: es aquel donde los ánodos de todos los leds se conectan internamente al punto de unión U y los cátodos se encuentran disponibles desde afuera del integrado. Entonces. Los 8 led se interconectan internamente de tal forma que solo podemos acceder a uno de los dos extremos de cada led. un led tiene dos extremos. debería tener 16 extremos (8 ánodos y 8 cátodos). y este punto de unión se encuentra disponible desde el exterior del encapsulado. por ejemplo. Estas definiciones pueden parecer confusas así que veamos gráficamente ambos tipos de display y su implementación en un circuito. cuya función pasaremos a explicar en breve. Debido a este artilugio. Ademas vemos en el encapsulado dos patillas llamadas "U". con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo). El punto decimal se denomina P. A la derecha vemos una representación del encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. . 2) Cátodo Común: es aquel donde los cátodos de todos los leds se conectan internamente al punto de unión U y los ánodos se encuentran disponibles desde afuera del integrado. ánodo y cátodo. El extremos sobrante de cada led se conecta internamente con los demás. A cada pin o pata del encapsulado le asignamos la letra correspondiente del segmento. Esto se hace para reducir el tamaño del encapsulado y se logra de la siguiente manera. Esto significa que. Ahora bien. Como en total tenemos 8 leds. se encenderán los segmentos B y C y en el display aparece el numero 1. Por ejemplo. Con respecto al funcionamiento del circuito. el rectángulo gris representa el dígito de 7 segmentos en forma esquemática. también es muy fácil comprender lo que sucede. Vemos que en el esquemático representamos cada segmento con un led. dejando disponible externamente solo el punto de su unión. si cerramos la 2da y 3era llave. Ahora veamos el circuito con ánodo común. Al cerrar cualquiera de las llaves. . Mientras las 8 llaves están abiertas. no circula ninguna corriente y los 8 leds están apagados. por la misma circulara una corriente que hace encender el led correspondiente.En el circuito anterior. esto facilita entender el funcionamiento del circuito. En el esquema se ve claramente la conexión interna de los cátodos de todos los leds. Podemos fácilmente notar la similitud y la diferencia con el circuito anterior. En este caso. Los leds se conectan internamente para reducir el numero de pines del integrado. son los ánodos los que se encuentran conectados internamente y por tal razón el punto unión ahora se conecta al terminal positivo de la batería. el terminal de unión U se conecta siempre al terminal positivo. Así de fácil. el terminal de unión U se conecta siempre al terminal negativo. . se encenderá el segmento correspondiente. Hagamos un pequeño resumen y algunas conclusiones de lo aprendido hasta ahora: Los segmentos del display son leds y se nombran con letras de "a" a la "g". En los display tipo ánodo común. cerrando cualquiera de las llaves. En los display tipo cátodo común. Nuevamente. Y eso es todo por ahora. un 7447. es decir va contando el numero de veces que recibe un pulso de señal de entrada negativa. Al ser accionado el 555 manda una señal de estado negativa al contador binario 7490 el cual internamente va registrando el numero de veces que esto sucede. . El contador funciona de la siguiente manera: El sensor formado por un 555 en configuración monoastable con un elemento fotosensible en el trigger o disparo (pin3). él cual a su salida lleva una cuenta binaria.EL CONATADOR El circuito es capaz de contar del 0 al 9 con escala expandible del 0 al 99. de la sucesión de pulsos de entrada en el mismo siendo al configuración de salida de acuerdo a los valores asignados de valor decimal-binario a cada terminal del 7490: 7 4 9 0 1 2 4 8 Posteriormente acoplado al 7490 un decodificador de display de 7 segmentos con entradas de valores binarios. acoplando posteriormente otro bloque de circuitos 7490 y7447. .El cual al recibir cierta combinación de niveles o estados de voltaje en los pines de entrada se es posible la visualización de dígitos e igual manera las entradas del 7447 poseen los mismos valores asignados a cada terminal al igual que el 7490 1 2 4 8 7 4 4 7 Teniendo por ultimo las salidas de las conexiones al display de 7 segmento. En caso de ser este de anodo común se emplea el 7447.pero en caso de ser catodo común se emplea un 7448. la segunda IC recibirá un pulso por cada décima recuento y se restablecerá en cada recuento centésima. si uno de R 1 y R 2 son altos o R 3 y R 4 son masa. Q B. este sistema puede contar de 0 a 99 y dar salidas BCD correspondientes. C y Q Q D.Q B. Se puede utilizar como un contador de dividir por 10 mediante la conexión de Q A con (reloj) INPUT2. entonces la cuenta de Q A.Por ejemplo. si dos 7490 están conectados de manera que la entrada de uno se convierte en la salida de la otra. La salida binaria se pone a 0000 en cada décimo del pulso y el recuento comienza de nuevo desde 0.R 4. Los otros recuentos altos pueden ser generados mediante la conexión de dos o más circuitos integrados 7490. Si se reinicia R 3 y R 4 son altos. Q B.El 74LS90 Es un simple contador. de puesta a tierra todos los contactos de reajuste. El chip puede contar hasta otros números máximo y vuelve a cero al cambiar los modos de 7490. Esto permite la conexión en cascada de . Así. ya que restablece su salida a 0000. 7490 tiene una línea divisoria incorporado por dos y dividir por cinco contadores que se pueden conectar en diferente manera mediante el cambio de las conexiones. y dando pulso en (reloj) INPUT1. Por ejemplo. ésta se restablecerá Q A. Estos modos se establecen mediante el cambio de la conexión de contactos de reajuste R 1 . C y Q Q D a 0. Cuenta los impulsos de entrada y el de salida es recibido como un número binario de 4 bits a través de pasadores Q A. se puede contar de 0 a 9 cíclicamente en su modo natural. es decir. También se genera un pulso (probablemente en el pin 9). C y Q Q D va a 1001. Pin Diagrama: .y con INPUT2. El código bi-quinario se utilizó en el ábaco. Mediante la conexión de Q A con 1. de puesta a tierra dando pulso en INPUT1. entrada 7490 puede ser utilizado para contar BCD mientras que mediante la conexión de Q D R3 y R4. que puede ser utilizado para el recuento de bi-quinario. Bi-quinario es un sistema para el almacenamiento de dígitos decimales en un número binario de cuatro bits.los contadores incorporadas. También se puede utilizar como una división por 6 contador mediante la conexión de Q A con INPUT2. BCD Bit de salida 3 12 Salida 1. 5V (4.2 4 No conectado 5 Tensión de alimentación.1 3 CONFIG.75V .5. BCD Bit de salida 2 9 Salida 2. Salida BCD bit 0 13 No conectado 14 Entrada de reloj 1 Nombre Entrada 2 R1 R2 NC Vcc R3 R4 QC QB Suelo QD QA NC Entrada 1 .Pin Description 74LS90: Pin No Función 1 Entrada de reloj 2 2 CONFIG.25V) 6 RESET3 7 RESET4 8 Salida 3. BCD Bit de salida 1 10 Tierra (0 V) 11 Salida 4. Posee 7 salidas. En un circuito real. cada salida toma un estado determinado (activada o descativada). Que es un decodificador? Es un dispositivo que "decodifica" un código de entrada en otro. un contador. La entrada consiste en 4 patas o pines donde el decodficador recibe los números binarios. Esto nos sera muy útil para ver como un dispositivo controla el display sin meternos por ahora en el código de un microcontrolador. Pues bien. Es decir. En este circuito utilizaremos un decodificador 74LS47. Para un valor de entrada. Podemos ingresar valores de 0 a 9 en formato binario.En el tutorial anterior vimos como manejar un display de 7 segmentos controlando directamente los pines del display. . pero en la practica no se utiliza. transforma una combinación de unos y cero. una para cada segmento. en otra. pero en breve quedará más claro. empecemos. como puede ser un microcontrolador. siempre habrá un dispositivo lógico que controla la indicación del display. El decodificador recibe en su entrada el número que será visualizado en el display. 74LS47. Este modo de controlar un display es muy simple y didáctico. Parece confuso. en particular transforma el código binario en el código de 7 segmentos. etc. Como es un decodificador 74LS47? El dispositivo viene en un encapsulado DIP16. uno para cada segmento. por lo que la fuente debe ser de 5v. Sus pines o patillas son: Entradas: 4 pines de entrada para ingresar el dígito a mostrar en binario. Para ingresar un "1". fuente (+) y fuente (-). vamos a conectarlo al terminal positivo. . En el tutorial estoy utilizando un decodificador TTL. Control: 3 pines de control. Alimentación: 2 pines para alimentación.Para ingresar un "0" en un pin. Salidas: 7 pines de salida. conectaremos el mismo al terminal negativo de la fuente. Por el momentos no entraremos en detalle para que se utilizan. Utilizando la tabla anterior vemos que 5 en binario es 0101. Debemos aplicar este valor en los pines de entrada en el orden DCBA. es decir DCBA = 0101. automaticamente. salvo "b" y "e" para mostrar el número 5. C=1. Al hacerlo. A=1. o sea D=0. B=0. el integrado enciende todos los segmentos. Supongamos que queremos mostrar el numero 5.Entonces. hay que aplicar el número deseado en la entrada y el dispositivo. . habilita los segmentos correspondientes a la salida. como ya lo dijimos. Vemos nuevamente el mismo gráfico.Veamos ahora. los valores reales de tensión en la entrada y salida. ahora con los valores de tensión en la entrada y la salida: . Recuerden que el "1" lógico equivale a 5v y el "0" lógico a 0v. "1" lógico = 5v. presten atención a los niveles en la salida.Por favor. En la salida aparece la combinación de siete segmentos correspondiente. Es decir. . siendo. Este tipo de salida se denomina activo baja. "0" lógico = 0v. cuando el decodificar pone 0v en una salida. y el mismo se apaga cuando la salida presenta 5v. Cada pin de salida corresponde a un segmento. Los segmentos encendidos tienen un nivel lógico 0 y los apagados 1. la salida esta activa. Resumiendo: En la entrada del 74LS47 hay que ingresar un código binario El valor binario es una combinación de unos y cero. lo que significa que cuando la salida esta en nivel bajo (0 lógico). el segmento debe quedar encendido. Ahora. La conexión que debemos realizar es la siguiente. En definitiva. cada patilla de salida controla un segmento. donde explico como funciona un display anodo común. Esto tiene un porque. Circuito completo. "1" lógico = apagado. Y lo que tenemos que lograr es que el LED quede encendido cuando se le aplican 0v. y el led se enciende. y hacerlo es muy simple. verdad? Si no esta muy claro como funciona. ¿Simple. ya que justamente este tipo de display vamos a utilizar en este circuito. es decir. se produce una circulación de corriente desde la fuente hasta la pata. veamos como conectarlo con el display de 7 segmentos. y que se apague al aplicar 5v. no hay circulación de corriente (pues no hay desnivel de tensiones). cuando la salida queda en 5v. Las salidas son activo baja. recomiendo leer el primer tutorial. que ya tenemos el concepto del decodifcador y la forma en que enciende los segmentos. veamos el circuito completo: . cuando la salida del integrado esta en 0v. Vean que pasa. El cátodo del LED queda conectados a una pata del integrado 74LS47. conectada a un resistor en serie con el LED. "0" lógico = encendido. Pero. Vean la conexión: tenemos la fuente de 5v. o sea un LED. ¿Como encender los segmentos? Ahora que tenemos claro como funciona el decodificador. pero para los que no están familiarizados. Veamos una sola entrada: . mediante una resistencia de limitación de corriente. Cuando esta en OFF. Ahora. etc. En primer lugar. Es lo mismo que habíamos visto antes con un solo LED. La llave 1 controla la entrada A. veamos la entrada. Para ingresar la combinación de entrada estoy utilizando llaves tipo DIP switch. tenemos 5v. Los ánodos de todos los segmentos (es decir. mediante las resistencias pull-up conectadas a la fuente positiva +5v. en la entrada se aplica una tensión de 0v (recordar que GND es 0v). Cada segmento esta conectado al pin correspondiente. veamos el dígito de 7 segmentos. aquí va una breve explicación de como funcióna. Cuando la llave esta en ON. la 2 controla B.Analicemos el circuito por partes. la patilla Ánodo Común CA) se conectan a la fuente positiva de +5v. Es la forma clásica de controlar la entrada de un dispositivo digital. la entrada queda conectado a +5v. Por la resistencia circula una corriente. a efectos prácticos la corriente vale cero.En la imagen de arriba. equivalente a un "1" lógico. esta el circuito para controlar una sola entrada digital. a la izquirda. por eso son necesarías las resistencias). desde +5v a tierra. se aplican 0v equivalente a un "0" lógico. (Si no colocamos una resistencia pull-up. Por otra parte. Entonces. Veamos como quedo el circuito armado (clic aqui para acercar): . al cerrar la llave. Veamos que pasa. con la llave cerrada (imagen a la derecha). pero ahora la situación cambio. pero las entradas digitales no toman corriente. cuando llave queda abierta (imagen del medio). Para que esta corriente no sea excesiva. En ese caso. las resitencias pull-up por lo general son grandes. El pin de entrada queda conectado mediante una resistencia a +5v. entre 1 y 10k. Hay una resistencia en el medio. quedan aplicados los +5v en la entrada. Sigue estando conectada a la fuente de +5v mediante la resistencia. se produce un cortocircuito. la entrada queda conecta directamente a tierra. y mediante una llave a tierra. 1100 o 1111? Bueno. en el display aparecerán unos símbolos raros que no son números . no los vamos a utilizar. Lo hice mediante una resistencia pull-up. Pero.Lo que quedo en el tintero. Combinaciones de entrada: En la tabla de códigos de entrada. Algunas cositas que quedaron pendientes en el desarrollos del articulo: Pines control: como lo mencione. hay que conectarlos a +5v. el integrado tiene tres pines de control. por ejemplo. ¿que pasará si ingresamos una combinación que no esta en la tabla. están las combinaciones desde 0000 hasta 1001. Para que el circuito funcione adecuadamente. ni letras. . A continuación les dejo la tabla que tome de la hoja de datos. Normalmente estos pines no se dibujan. no se indican los pines 8 y 16. pueden descargarla aquí. ya que se sobreentiende son de alimentación y van a la fuente. para que vean de que se trata. Por ultimo. en el circuito completo que se muestra arriba. Y si hablamos de la hoja de datos. . nunca vamos a controlar un display de 7 segmentos mediante llavecitas (como estaba en el tutorial anterior). depende de la aplicación. microcontrolador. Las entradas irían conectadas a un contador. En la practiva.Conclusiones. esto solo lo hice a los efecto didácticos. etc. El decodificador 74LS47 es una excelente introducción de como hacerlo. tampoco vamos a controlar la entrada del decodificador mediante llaves. sino mediante un dispositivo lógico. Espero que este tutorial les sea útil y que disfruten leyéndolo tanto como yo escribiendo :) Como lo dije al principio. .