Relatório sobre a pratica de montagem dos circuitosContadores, Shift Registers e Conversores D\A Nomes: Patrick Oliveira do Carmo; Piercy Braga Dias. Ouro Preto 2013 Introdução Na aula correspondente aos dias 11 de Dezembro foi realizado a aula prática sobre circuitos contadores, Shift Register e conversores D/A (Digital – Analógico), onde os contadores são circuitos formados usando associação de Flip- flop’s, um para cada bit, possuindo duas classificações, o assíncrono (sinal de clock aplicado somente no Flip Flop de bit menos significativo) e o síncrono (Todos os Flip Flop's recebem do mesmo sinal de clock). Já os Shift Registers funcionam passando o bit de um Flip-flop para o outro em um deslocamento de bits onde tem-se uma associação da primeira entrada ligada a saída do segundo e assim por diante, possuindo dois tipos de acordo com o deslocamento dos bits ( L→R – Esquerda para a direita e R→L direita para a esquerda). Os conversores digitais analógicos (D/A) que possuem como função converter uma palavra binária para um sinal elétrico analógico (Tensão ou Corrente) onde no caso para a prática foi utilizado para visualizar seu funcionamento um motor de pequeno porte. Materiais utilizados CI’s: 1. SN74LS93N; 2. CMOS4017; 3. 74LS164; 4. M74HC194; 5. TTL7432. Módulo Digital; Cabos e fios de cobre para ligações do circuito. Objetivo Por meio do modulo digital e CIs construir, observar e analisar o comportamento e funcionamento dos contadores com os CIs 7493, 4017, do shift register 4017 + 7432, 7416, 74194 e do conversor D/A usando transistor TIP 41 C, para uma melhor compreensão da matéria dada em sala de aula. Procedimento 1. Circuito Contador com CI SN74LS93N (Assíncrono): Após realizar instalar o CI no módulo digital realizamos as ligações com os cabos de conexão conforme que foi passado, realizamos uma análise da montagem para verificar se ela estava correta para evitar possíveis perdas de componentes, incluindo do módulo, e então ligamos o módulo e analisamos o funcionamento do circuito anotando os dados observados. 2. Circuito Contador CI SN74LS93N (Síncrono): Com o CI já instalado no módulo por conta da montagem anterior, retiramos os cabos conectados no módulo e refizemos uma nova conexão, analisando novamente a montagem a procura de conexões realizadas de maneira incorreta para prevenir erros já citados, ligamos novamente o módulo e realizamos análises acerca do funcionamento do circuito proposto anotando os dados obtidos. 3. Circuito contador CMOS 4017: Após fazer a instalação do CI no módulo e as suas respectivas ligações com o auxílio dos cabos, observamos a alimentação do circuito e sua sequência de contagem dos led’s e a influencia da posição das chaves. Após a observação dos resultados, anotamos tudo juntamente com os dados do circuito. 4. Circuito Shift Register com CI 4017 e 7432: Após a dupla pegar os CI's, os instalamos no módulo e começamos a realizar as suas devidas ligações com os cabos de conexão usando dos recursos disponíveis no módulo como os Led's e frequência a 0.5Hz, montando tudo fizemos uma procura por erros de montagem agora redobrada por estar usando dois CI's, com o resultado positivo, ou seja, sem encontrar erros de montagem ligamos o módulo e fizemos as devidas analises sobre o funcionamento do contador anotando as informações obtidas. 5. Circuito Shift Register com CI 74164: Pegamos o componente, o conectamos ao modulo e realizamos as ligações necessárias para fazê-lo funcionar usando de recursos do módulo como seus Led's e frequência operando 0.5Hz, GND e tensão de +5V, seguimos fazendo buscas por conexõs incorretas e não as encontrando ligamos o modulo e realizamos as devidas observações. 6. Circuito Shift Register com 74194: Assim como na montagem dos outros circuitos, realizamos a montagem do CI no módulo usando cabos de ligação e recursos já citados, fazendo verificações de montagem e realizando as análises necessárias para entender o funcionamento do circuito. 7. Circuito Conversor D/A: Montagem e explicações realizadas pelo Professor e Doutor José Eduardo, ficando como dever do grupo fazer as observações do funcionamento e comportamento do circuito conversor digital analógico e anotá-las. Resultados e discussões 1. Circuito Contador com CI SN74LS93N (Assíncrono): a. Diagrama lógico: b. Circuito: Depois de montar, analisar e realizar observações sobre o funcionamento do contador com o CI (circuito integrado) SN74LS93N foi possível perceber pela montagem e funcionamento, que o circuito em questão se tratava de um contador assíncrono por ter clock aplicado apenas no terminal que corresponde ao Flip Flop de bit menos significativo. O circuito operava com ch9 = “0” (nível lógico zero) e realizava contagem de 0 a 9 segundos sendo que ao o circuito não operava com chaveamento em nível lógico “1” (ch9=”1”). 2. Circuito Contador CI SN74LS93N (Síncrono): a. Circuito: Com a montagem já realizada, os dados anotados e observados foram percebíveis que o circuito se comportava como um contador síncrono onde possuía todos os Flip-flop’s recebendo o mesmo nível lógico. O circuito funcionava da seguinte maneira, ao ajustar a ch9 para nível “0” iniciava-se uma contagem de 0 a 9 segundos onde ao passar de 9 segundos entrava em funcionamento o decodificador do módulo reiniciando a contagem, assim após ficar de 0 a 9 operando para por 6 segundos (9 a 15 segundos) e volta a operar novamente. b. Gráfico de funcionamento para 20 pulsos: 3. Circuito Contador com CI 4017: a. Diagrama lógico e funcional: b. Circuito: Após realizar sua instalação e análise foi possível perceber que ele opera da seguinte maneira, acende Led 2 ao Led 4 e apaga o Led 9, em seguida volta a ascender o Led 9 a contagem acende o Led 10 e inicia o mesmo ciclo, agora com o Led 10. O circuito opera com chaveamento em nível lógico zero, sendo que o enable (EN) ao estar em nível lógico “1” realiza uma pausa, onde o circuito fica sem contagem e o Led 9 fica ligado. 4. Circuito Shift Register com CI 4017 e 7432: a. Circuito: Após a ligação do circuito e analise de montagem e funcionamento foi possível perceber que o circuito funcionava da seguinte maneira, realizava um deslocamento de bits da direita pra esquerda (R→L – Led 15, 14 e 13) e também deslocava da direita pra esquerda (L→R – Led 0, 1, 2). 5. Circuito Shift Register com CI 74164: a. Circuito: Montando e observando o funcionamento do circuito foi percebido que ele opera da seguinte maneira, com ch9 = “1” ele ativa um clear e faz o circuito funcionar como um shift register, ou seja, com o deslocamento de bits, e quando se eleva ch0 para nível lógico “1” ou “0” configura-se o número de bits desejado em seu funcionamento, onde é possível fazer o circuito funcionar com deslocamento de 2 ou mais bits de uma só vez, dependendo da vontade de comanda as ações sobre o SR. b. Diagrama lógico e funcional: 6. Circuito Shift Register com 74194: a. Diagrama: b. Circuito: Montando, conectando e analisando os detalhes do circuito SR (Shift Register) com CI 74194 e com a análise de seu funcionamento foi possível perceber que ele é um SR com sentido bidirecional, ou seja, é possível configurar o sentido de deslocamento de seus bits (L→R ou R→L). 7. Conversor Digital/Analógico: a. Circuito: Montagem realizada pelo professor e que consistia em realizar a conversão de um sinal digital em analógico, movimentando um motor ligado ao circuito. Aumentando a palavra binária no módulo, o motor recebia maior potência. Isso ocorre pelo fato do transistor presente no circuito receber menos tensão distribuindo assim maior quantidade ao motor. Realizando o processo inverso (diminuindo a palavra binária) o transistor recebia uma maior quantidade de tensão, dissipando menos ao motor. Conclusão Ao observar o funcionamento teórico e prático das possibilidades apresentadas dos circuitos contadores, conversores D/A e Shift Registers, nos concluir que o objetivo de analisar de forma empírica os circuitos propostos foi concluído com êxito e deu a oportunidade de se fazer um pareamento entre a prática e a teoria, onde os resultados obtidos pela prátca ajudaram a sedimentar a parte teórica e dar ideias sobre os possíveis usos dos recursos que são disponibilizados por esses CI's.