LABORATORIO 5

LABORATORIO NRO. 5 

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE CLOCK

A. CAPACIDAD TERMINAL

Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.

Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de

información.

Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

B. COMPETENCIA ESPECÍFICA DE LA SESIÓN 

Implementación de circuitos temporizadores.

Implementación de circuitos generadores de clock.

Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

C. CONTENIDO A TRATAR 

Circuitos Temporizadores

Circuitos Generadores de Clock.

Aplicaciones con contadores.

D. MARCO TEÓRICO

     1. Osciladores Astables

Un oscilador Aestable (o Inestable) es un circuito en que no existe un un punto estable en su operación, en lugar de eso, se encuentran dos regiones de voltajes distintos, que comnutan a través del tiempo, originando como salida del dispositivo una señal cuadrada.

Para lograr que este dispositivo transite por estos dos estados "cuasi-estables", se utilizan especificamente 8 dispositivos electrónicos; dos transistores, dos condensadores y cuatro resistencias (dos de resistencia alta y otras dos de resistencia baja). Para el correcto funcionamientos del dispositivo, se espera que sea lo más simétrico posible, de esta manera los transitores no se verán perjudicados ante un eventual alza de corriente que pueda quemarlos, producto de una alta corriente que llegue en desfase a la operación esperada, además de esta manera el análisis del circuito es considerablemente más simple y sus tiempos de paso de un punto de operación a otro regulares. Para obtener el resultados de multivibrador de dos estados, se utilizan los estados de corte y satuación de los transistores, esto en conjunto con las resistencias y el condensador.

     2. Osciladores Monoestable

Este circuito se caracteriza por presentar un único estado estable en régimen permanente, y cuando mediante una excitación externa se genera una perturbación que lo aparta de ese estado estable el circuito evoluciona en un estado no estable que provoca un cambio en la salida y al cabo de un cierto tiempo predeterminado vuelve al estado estable.

En régimen permanente el circuito permanece en el estado estable. La conmutación al estado semiestable es forzada mediante una excitación externa adecuada, en su presencia el circuito inicia un régimen transitorio para, una vez transcurrido el tiempo de duración del estado no estable retornar al estado estable. El tiempo que el circuito permanece en el estado no estable, comúnmente denominado período semiestable, queda determinado por los valores de algunos elementos pasivos que componen el circuito.

Contadores Up/Down SN74LS193

Es un contador binario de 4 bits, utiliza entradas separadas de reloj, contador adelante y contador atrás, en el modo de conteo, los circuitos funcionan de forma síncrona. En el cambio síncrono del estado de las salidas con la transición BAJO a ALTO en las entradas de reloj.
El funcionamiento síncrono es proporcionado, por tener todos los registros flip-flops simultáneos, de modo que las salidas cambian juntas según la lógica de control. Este modo de funcionamiento elimina los picos de conteo de salida que, normalmente se asocian con los contadores asíncronos (ondulación de reloj).

Diagrama de los Circuitos Integrados

Las salidas de los cuatro flip-flops maestro-esclavo se disparan por una transición de nivel BAJO a ALTO de cualquiera de las entradas de conteo (reloj). La dirección de conteo se determina, según la entrada de conteo que es pulsada, mientras que la otra entrada de conteo se mantiene alta.

Circuito Temporizador

El circuito electrónico que más se utiliza tanto en la industria como en circuitería comercial, es el circuito temporizador o de retardo, dentro de la categoría de temporizadores, como se ha mencionado anteriormente un temporizador básicamente consiste en un elemento que se activa o desactiva después de un tiempo más o menos preestablecido. De esta manera podemos determinar el parámetro relacionado con el tiempo que ha de transcurrir para que el circuito susceptible de temporizarse, se detenga o empiece a funcionar o simplemente cierre un contacto o lo abra.

E. SEGURIDAD

F. EVIDENCIAS DEL LABORATORIO
     EQUIPOS Y MATERIALES:

EloTrain Experimentador SO4203

Maleta para la colección de componentes SO4206-1F

   

Componentes utilizados en las experiencias del laboratorio

     COMPONENTES DEL SOFTWARE:

Componentes utilizados en las simulaciones del laboratorio

  EXPERIENCIA 1

El circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo astable. Dibuje dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe parpadear. Modifique los valores de R1, R2 y C1 hasta obtener una frecuencia de 2 Hz, 30 Hz y 100 Hz. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y FRECUENCIMETRO incorporado en el simulador.

Funcionamiento Astable

- Para 2 Hz

- Para 30 Hz

- Para 100 Hz

     EXPERIENCIA 2

El circuito mostrado es un oscilador con el C.I. NE555 en modo MONOESTABLE. Dibuje dicho circuito en el simulador ISIS PROTEUS. Al momento de simular el LED debe encender momentáneamente cada vez que se presione el Pulsador. Modifique los valores de R1 y C1 hasta obtener un tiempo de salida de 500 ms, 5 segundos y 1 minuto. Compruebe utilizando el OSCILOSCOPIO y CONTADOR DE TIEMPO incorporado en el simulador.

Funcionamiento Monoestable

- Para 500 ms

- Para 5 segundos

- Para 1 minuto

     EXPERIENCIA 3

Funcionamiento Astable como contador

G. RETO

     EXPERIENCIA 4

Modifique circuito para que descuente desde un número prefijado y cuando llegue a cero se

detenga el contador y dispare un temporizador.

- Cuenta regresiva

- Llega a 0 (sigue funcionando)

H. VIDEO

TEMPORIZADORES Y GENERADORES DE CLOCK | Tecsup 2018

Editado con iMovie     Versión Única
URL: https://youtu.be/dtIxjPLiVXA

I. OBSERVACIONES 

- El software Proteus, mantiene un lenguaje de códigos para cada elemento, pueden ser similar al componente o simplemente un código de numeración. 

- Cada componente, usualmente se conecta a GND, para su correcto funcionamiento. 

- Podemos obtener distintos valores de frecuencia (Funcionamiento Astable) y el tiempo de salida (Funcionamiento Monoestable). 

- Para la configuración de un número prefijado es necesario conocer la Tabla Decodificador BCD 7 segmentos. 

J. CONCLUSIONES

- El generador Clock, es un componente el cual produce impulsos con una determinada frecuencia; en una unidad funcional electrónica puede ser un sumador. 

- Aplicamos el CI 555, los cuales tienen modos de operación: Astable, Monoestable (aplicados en el laboratorio) y Biestable. 

-Al realizar el laboratorio se implementaron circuitos temporizadores.

-Se implemento circuitos generadores de clock.

Se implemento un circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

-Se diseño sistemas eléctricos, así como también se implemento gestionando eficazmente los recursos, materiales que teníamos a cargo.

- En el funcionamiento monoestable, entrega un solo pulso, de un ancho establecido por el diseñador, mediante un control con el Monoflop. 

- En el funcionamiento astable, entrega una salida continua (onda cuadrada o rectangular), teniendo una frecuencia específica.

K. BIBLIOGRAFÍA 

Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales. Madrid.: Pearson Educación

(621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson

Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales. México D.F.: Alfaomega.

(621.381D/M22/1996)

Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras. México D.F.: Prentice

Hall (621.381D/M86L)

Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones. México D.F.:

Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson

L. INTEGRANTES

Presentado por:

- Anneli Huanca Ponce
- Arnold Incahuanaco Perez
-Aramburu Yauri, Steve Michaell