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Contador de 0-7 ascendente-descendente Conflip-flop D.

Departamento de Ingenierıa Electrica, Electronica y ComputacionUniversidad Nacional De Colombia - Sede Manizales

Profesor(a): Nubia Liliana Montes CastrillonMonitor: Yeison Hoyos Rengifo

Cristian Alexander Rodriguez Naranjo 212550Juan Esteban Guarin Posada 212026

William Andres Munoz Alvear 212042Diciembre de 2013

abstract—In this lab we will simulate a counter up-downof ”0”seven ”7”D flip flops starting from the concepts seenin class of sequential circuits.

Index Terms—Sıncrono, Bit, display, Flip-flop D.

I. OBJETIVOS

Reforzar nuestros conocimientos ya aprendidos enclases anteriores.Analizar el funcionamiento del circuito propuesto.Conocer mas utilidades de las compuertas logicas.Relacionar el circuito propuesto y su utilidad conel mundo real.

II. MATERIALES

1 Decodificador 4511.1 Display de catodo comun de 7 segmentos.3 Flip-flop tipo D.compuertas logica AND y OR.Cables de conexion en protoboard.7 Resistores de 470 Ω.

III. INTRODUCCION

Para el desarrollo de esta practiva realizaremos lasimulacion del contador ascendete-descendente de 0 a 7empleando Flip-flops tipo D y displays de 7 segmentos.Se observara el funcionamiento de cada componenteusado, teniendo en cuenta sus datasheets al momentode su aplicacion teorica.

Un contador es basicamente un registro que pasa poruna sucesion predeterminada de estados. Los Flip-flopsy la compuerta del contador estan conectados de talmanera que produce la sucesion prescrita de estadosbinarios.

IV. MARCO TEORICO

IV-A. Flipflops

Siendo los Flip-Flop las unidades basicas de todoslos sistemas secuenciales, existen cuatro tipos: el RS, elJK, el T y el D. Y los ultimos tres se implementan delprimero pudiendose con posterioridad con cualquierade los resultados confeccionar quienquiera de losrestantes. Todos pueden ser de dos tipos, a saber:Flip-Flop activado por nivel (FF-AN) o bien Flip-Flopmaestro-esclavo (FF-ME). El primero recibe su nombrepor actuar meramente con los ”niveles”de amplitud 0-1,en cambio el segundo son dos FF-AN combinados de talmanera que uno ”hace caso.al otro. Un circuito flip-floppuede mantener un estado binario indefinidamente(Siempre y cuando se le este suministrando potencia alcircuito) hasta que se cambie por una senal de entradapara cambiar estados. La principal diferencia entrevarios tipos de flip-flops es el numero de entradas queposeen y la manera en la cual las entradas afecten elestado binario.

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Figura 1. Tabla transicion de estados Flip-Flop JK

Figura 2. Tabla transicion de estados Flip-Flop D

IV-B. Decodificador 4511

El decodificador 4511 viene con cuatro entradas(A,B,C y D) en codigo binario BCD produce sietesalidas (a,b,c,d,e,f y g) activas a nivel bajo (0V) capacesde suminstrar corriente a los leds de un display de 7segmentos.Tiene ademas las siguientes entradas de control:Las entradas de prueba (LT), borrado (BI) y habilitacionde Cerrojo (LE), se usan para probar el visualizador,para apagar o modular por pulsos el visualiador, y paraalmacenar un codigo BCD, respectivamente.

IV-C. Display 7 segmentos

El display de 7 segmentos es un dispositivo usado parapresentar informacion de forma visual. Esta informaciones especificamente un digito decimal 0 al 9, por lo quese intuye que el codigo BCD esta involucrado.Estos dispositivos pueden ser de tipo Anodo Comun.

O Catodo Comun.

V. PROCEDIMIENTO

En primera instancia estudiamos los componentesbasicos para el laboratorio con el objeto de tener totalclaridad de lo que debıamos hacer.

Planteamos el problema en una tabla de estados,para luego aplicar los conocimientos adquiridos sobresimplificacion de circuitos por medio de mapas dekanaug, para ası partir a simular el circuito y comprobarsu adecuado funcionamiento.

En la tabla de transicion de estados se tomaron losestados siguientes de los flip-flops tipo D como lassalidas corespondientes (X,Y,Z) para ser utilizadas en eldecodificador 4511.

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Figura 3. Tabla de transicion de estados

Figura 4. Simpiflicacion por mapas de karnaug D0

D0 = E3Q0 + E3Q0

Figura 5. Simpiflicacion por mapas de karnaug D1

D1 = E3Q1+E2Q1Q0+E2Q1Q0+E3E2Q1Q0+E3E2Q1Q0

Figura 6. Simpiflicacion por mapas de karnaug D2

D2 = E3Q2+Q2Q1Q0+E2Q2Q0+E2Q2Q1+E3E2Q2Q1Q0+

+E3E2Q2Q1Q0

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Figura 7. Simulacion

VI. CUESTIONARIO

Maquinas de Mealy y Moore.

Las maquinas de Mealy y Moore son circuitossıncronos. Un circuito sıncrono es un circuito digital enel cual sus partes estan sincronizadas por una senal dereloj.

En un circuito sıncrono ideal, cada cambio enlos diferentes niveles logicos es simultaneo. Estastransiciones se realizan despues de un cambio de nivelde una senal llamada reloj. Idealmente la entrada a cadaelemento de almacenamiento alcanza su valor final antesde que la siguiente senal de reloj ocurra, por lo tantoel comportamiento de un circuito se puede predecirexactamente. Se requiere se cierto retardo para cadaoperacion logica, por lo que existe una maxima rapidezen el que cada sistema sıncrono puede responder. Elanalisis de un diagrama de tiempos puede darnos estarapidez.

Una maquina de Mealy es una maquina de estadosfinita, donde las salidas estan determinadas por el estadoactual y la entrada. Esto significa que en el diagramade estados se incluye una senal de salida para cadaarista de transicion. Por ejemplo, en la trayectoria deun estado 1 a un estado 2, si la entrada es cero lasalida puede ser uno, y se debe poner sobre la arista laetiqueta 0/1.

En contraste, la salida de una maquina de estadofinito Moore (maquina de Moore), depende solo delestado actual y no depende de la entrada actual. Porlo tanto, los estados de una maquina de Moore sonla union de los estados de la maquina de Mealy yel producto cartesiano de estos estados y alfabeto deentrada (posibles entradas).

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Figura 8. Maquina de Moore y Mealy

VII. CONCLUSIONES

Identificamos el funcionamiento general de los cir-cuitos integrados utilizados.Complementamos y reforzamos nuestros conoci-mientos ya adquiridos.Logramos analizar el circuito propuesto que eraun poco mas complejo y obtuvimos los resultadosesperados.Aprendimos a interpretar los datasheet de cadacircuito integrado.

REFERENCIAS

[1] http://www.apuntesdeelectronica.com/

[2] http://meteo.ieec.uned.es/wwwUsumeteog/compcombdecodificadores.html.