Contador con circuito integrado 7493INTRODUCCION En el presente laboratorio se trabajara con el contador en circuito integrado 7493, este al igual que otro contadores puede cambiar de estados en cada ciclo del reloj , anteriormente se trabajo con los contadores modulo K=2^n, ahora se trabajara con contadores de modulo K≠2^n, por ejemplo de modulo 10 .el contador 7493 utiliza 4 flip-flops JK en modo de conmutación, con entradas de reloj ,para formar un contador de 4 bits mod-16 hay que conectar la salida del primer flip-flop de manera externa (puente) con la entrada ÇP1, quedando ÇP0 como la entrada de reloj del contador. Utilizaremos este contador para hacer un cronometro digital que cuente de 0 a 9. MARCO TEORICO CONTADORES Son circuitos digitales lógicos secuenciales de salida binaria o cuenta binaria, característica de temporización y de memoria, por lo cual están constituidos a base de flip-flops. CARACTERISTICAS IMPORTANTES Un número máximo de cuentas (módulo del contador) Cuenta ascendente o descendente. CONTADOR BINARIO DE 4 BITS C.I 7493: El contador 7493 utilizan 4 flip-flops JK en modo de conmutación, con entradas de reloj CP0 y CP1 en donde CP1 es la entrada de reloj del segundo flip-flop por lo que para formar un contador de 4 bits mod-16 hay que conectar la salida del primer flip-flop de manera externa (puente) con la entrada CP1, quedando CP0 como la entrada de reloj del contador. También tiene dos entradas de reset (MR1 y MR2) las cuales no se deben dejar desconectadas (flotando) porque, como estas se activan en ALTA, al estar flotando toman un nivel ALTO lo que mantendría en reset al contador. Figura: Contador 7493 Cuenta decimal Cuenta binaria Cuenta decimal Cuenta binaria 0 0 0 0 0 8 1 0 0 0 1 0 0 0 1 9 1 0 0 1 2 0 0 1 0 10 1 0 1 0 3 0 0 1 1 11 1 0 1 1 4 0 1 0 0 12 1 1 0 0 5 0 1 0 1 13 1 1 0 1 6 0 1 1 0 14 1 1 1 0 7 0 1 1 1 15 1 1 1 1 Tabla: Secuencia de un contador mod-16 PROCEDIMIENTO 1.- conecte un circuito de reloj usando el C.I 555 de un periodo alrededor de 1 a 2 segundos 2.- observe la estructura lógica interna de C.I 7493, indique que elementos lógicos contiene y como están conectados Consta de cuatro biestables JK conectados para suministrar secciones MOD-2 y MOD-8 separadas .ambos están sincronizados por entradas de reloj distintas , el modulo dos usa Cpo como su entrada de reloj , mientras que MOD 8 usa Cp1.ademas una compuerta AND con lógica negativa conectado a uno de los FF. 3.- conecte el circuito contador al circuito del reloj. ¿Por qué está conectado el pin 1 al pin 12? Esta conexión se hizo para hacer que el contador vaya en cascada 4.- ¿Cuántos estados tiene el contador? ¿Qué nombres recibe el contador? - el circuito contador tiene 16 estados -contador ascendente de modulo 16 5.- aumente la frecuencia de reloj (cambie el condensador por C=0.1 µF) y mida en el osciloscopio la máxima y la mínima frecuencia en este circuito ¿a qué puntos del circuito corresponde? Hz Hz Hz Hz Hz La máxima frecuencia y la mínima son: Hz (corresponde al pin 1) Hz (corresponde al pin11) 6.-diseñe un contador de décadas (modulo 10) y modifique el circuito anterior para verificar su funcionamiento a baja frecuencia (con el condensador de 1000µF en el timer) -se conecto Qb y Qd a pin 2 y pin 3 respectivamente 7.- Acople al circuito anterior los componentes necesarios para hacer un cronometro digital de un digito que cuente de 0 a 9. Use el decodificador BCD/7 segmentos (7447) 8.- ¿Cuál es el esquema de un contador de 00 a 99? En este circuito se presenta un contador de 0 a 99 utilizando displays de 7 segmentos de ánodo común, para realizar el conteo se utiliza una fotorresistencia Se cuenta con dos displays uno para las unidades y el segundo para las decenas para cada uno de ellos se tiene su etapa para poder realizar el conteo (un circuito 7490, un 7447 y las resistencias para cada segmento), se tiene una etapa para el sensor con el cual cada que la luz incide sobre la fotorresistencia se actualizara el conteo siendo 99 el mayor numero. Este circuito también se puede aplicar para displays de cátodo común, solo se tiene que cambiar el display de ánodo común por uno de cátodo común y el integrado 7447 por un 7448. CUESTIONARIO 1. En el circuito de la figura 2. ¿por qué los pines 2 y 3 están en la tierra? Los pines 2 y 3 se conectan a tierra para activar las entradas de clr de cada flip flop lo realiza la compuerta NAND, la función de la compuerta NAND es colocar en 0 lógico todos los flip flops y así en contador comienza de nuevo a contar desde 0. 2. ¿se pueden construir contadores de módulos diferentes a 16 y 10 con un circuito integrado 7493? Menciones que módulos son: MOD 4 MOD 8 MOD 12 3. Si la frecuencia del reloj es de 2k Hz en el contador de décadas construido en el paso 5, ¿Cuál será la frecuencia en Q D ? Las frecuencias de los Q iban disminuyendo a la mitad del anterior y el primero a la del reloj: Si: CK : f=2k Hz Q A = 1k Hz Q B = 0.5k Hz Q C = 0.25k Hz Q D = 0.175k Hz 4. Busque información de4l circuito integrado 7490 Un 7490 es un contador que puede contar del 0 al 9 de una forma cíclica, y ese es su modo natural. QA, QB. QC y QD son cuatro bits en un número binario, y esto pines se ciclan desde el 0 al 9. Puedes configurar el chip para que cuente a otro número máximo de números y luego volver a cero. Se hace cambiando el cableado de las líneas R01, R02, R91 y R92. Si R01 y R02 son 1, es decir, 5 voltios, y tanto R91 o R92 son 0 (tierra), entonces el chip reseteará QA, QB, QC y QD a cero. Si R91 o R92 es 1 (de nuevo 5 voltios), entonces e contador en QA, QB, QC y QD irá a 1001. Veamos un gráfico del chip 7490 para ver mejor los pines. Para crear un contador divisible por 10, primero conectas el pin 5 a los cinco voltios y el pin 10 a tierra para alimentar el chip. Entonces conectas el pin 12 al pin 1 y pones tierra a los pines 2,3, 6 y 7. Pones en marcha la señal de reloj de entrada (para la base de tiempo o un contador previo) en el pin 14. La salida aparece en QA, QB, QC y QD. Usa la salida en el pin 11 para conectar la siguiente fase. Para crear un contador divisible por 6, de nuevo, primero conectas el pin 5 a los cinco voltios y el pin 10 para dar energía el chip. Conectas el pin 12 al pin 1 y das tierra a los pines 6 y 7. Conectas el pin 2 al pin 9, y el pin 3 al pin 8. Pon en marcha la señal interna del reloj al igual que hicimos con el ejemplo anterior, en el pin 14. La salida aparece en QA, QB y QC. Usa el pin 8 para conectar la siguiente fase. 5. En el circuito siguiente, si el contador inicialmente esta en 010, ¿En que estado estará en el ciclo 5 del reloj? El estado en el ciclo 5 del reloj será 110. 6. Describa el siguiente circuito, indique la función que cumplen los timer, los NAND, el 7490, etc En este circuito los tres primeros son los timer el que indico como “1” será el encargado de emitir la señal de disparo que será de muy poca duración, esta señal se invertirá por causa del NAND que es equivalente a un NOT esta señal de disparo llega al timer “2” y se genera un pulso de tiempo de duración máximo de 0.0229s esta señal junto con la señal del timer “3” serán operadas por un NAND y su salida llega a un NAND equivalente a un NOT siendo este operador en conjunto un simple AND, entonces las salidas del timer “2” y “3” se multiplican directamente, este resultado servirá de clock para el contador con CI 7490 “a” el cual tiene la salida de su Q D conectado al clock del CI 7490 “b” y la salida Q D de este conectado al clock del CI 7490, el pin 2 y 3 de cada CI 7490 están conectados al tren de pulsos generado por el multivibrador astable “3” siendo este tren de pulsos operado por un NAND y que esta conectado al clear del FF “A” y “D” y a un punto NOT de los operadores OR cuya salida esta conectado al clear de los FF “B” y “C”. Los tres CI 7490 están conectados cada uno a un decodificador 7447 mediante las salidas Q A Q B Q C y Q D los cuales veremos expresados en los Display. CONCLUSIONES Un contador es un secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas capaz de realizar el cómputo de los impulsos que recibe en la entrada, generando en la salida datos como en este caso los números en decimal ya que es el sistema que nosotros usamos normalmente, por lo que fue más fácil reproducir este, nuestro contador era deforma ascendente y síncrono debido a que teníamos una señal de reloj a la entrada que lo hacía funcionar de esta manera, así mismo tal vez un poco más adelante seamos capaces de hacer que este cuente en números pares o impares, así mismo de colocarle un reset para que siempre que presionemos el botón comience desde cero su cuenta. Podrian ser utilizados para medir frecuencias ya sea como divisor de frecuencia y para almacenar datos, para el direccionamiento secuencial y algunos circuitos aritmeticos. BIBLIOGRAFIA M. Morris Mano,M. Morris Mano Roberto Escalona García Gonzalo Duchén Sánchez .Diseño digital. Capítulo 11: Experimentos de laboratorio. Página 440 -444. http://centros.edu.xunta.es/iesmanuelchamosolamas/electricidade /fotos/contadores.htm