Ruleta Digital 2x2g7

Departamento de Eléctrica y Electrónica Circuitos Digitales Proyecto Individual 1 Tutor: Ing. Pablo Molina

Sebastián Jácome

NRC: 2147 Fecha: 2014-03-04 Sangolquí – Ecuador

Tema: Contador (ascendente descendente)- impar y par Objetivos: Diseñar un circuito secuencial asíncrono, mediante el uso correcto de los flip flops y compuertas lógicas Materiales:                     

C_1 1uF C_2 10uF C_3 10nF C_4 50uF U_1 7408 U_2 7408 U_3 7432 U_4 7476 U_5 7476 U_6 555 U_7 7432 U_8 7408 U_9 7432 U_10 7447 U_11 7408 R_1 1k Ω R_2 10k Ω R_3 10k Ω R_4 10k Ω Button Display Ánodo Comun

1 1

Teoría:

Integrado LM555: El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en una variedad de aplicaciones y se aplica en la generación de pulsos y de oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip-flop. Sus derivados proporcionan hasta cuatro circuitos de sincronización en un solo paquete. Diagrama esquemático:

Diagrama de distribución de pines:

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GND (normalmente la 1): es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra (masa). Disparo (normalmente la 2): Es donde se establece el inicio del tiempo de retardo si el 555 es configurado como monoestable. Este proceso de disparo ocurre cuando esta patilla tiene menos 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 V. Esta salida se puede obligar a estar en casi 0 voltios con la ayuda de la patilla de reinicio (normalmente la 4). Reinicio (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 alimentación para evitar que el temporizador se reinicie. 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 -1.7 V) hasta casi 0 V (aprox. 2 V menos). Así es posible modificar los tiempos. Puede también configurarse para, por ejemplo, generar pulsos en rampa. Umbral (normalmente la 6): Es una entrada a un comparador interno que se utiliza para poner la salida a nivel bajo. Descarga (normalmente la 7): Utilizado para descargar con efectividad el condensador externo utilizado por el temporizador para su funcionamiento. Voltaje de alimentación (VCC) (normalmente la 8): es la patilla donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 4.5 V hasta 16 V.

Diagrama de bloques:

Ingreso de datos “mediante

Contador de 8

Salida de led’s

Diseño y funcionamiento de cada bloque

Ingreso de datos

Es un oscilador de frecuencia variable se construye a partir de un 555 alambrado para operar como VCO. Cuando se presiona el pulsador de arranque, se produce la carga casi instantánea del condensador C3 al voltaje de 5V del circuito. Debido a esto, por el transistor Q1 circulará corriente para cargar al condensador C2. El 555 se encargara de descargar a C2 cada vez que su voltaje alcanza cierto valor, y el ciclo se repite mientras el transistor Q1 pueda suministrar corriente a C2. Esto dura mientras C3, el cual se descarga exponencialmente a través de R2, retenga suficiente carga para hacer conducir a Q1. Como la corriente de Q1es cada vez más pequeña, el tiempo de carga de C2 se alargara más y más lo que hará que los pulsos disminuyan su frecuencia hasta llegar a cero. Y la salida del pin 3 seria el reloj para el integrado 74164

Contador de 8 estados

No es mas que un registro de desplazamiento de 8 bits, el cual se inicializa para que su estado inicial sea 1 lógico en el flip-flop No. 1 y 0 en todos los otros flip-flops; es decir, 10000000. La inicialización por supuesto corre por cuenta del bloque denominado circuitos de inicialización a la energización.

El contador de anillo, previamente inicializado, recibe ahora los pulsos de frecuencia variable lo que causa que el 1 lógico que le fue inyectado en la etapa de inicialización se desplace de flip-flop en flip-flop hacia la derecha, hasta llegar al flip-flop No.8, de donde es llevado ahora al flip-flop No.1 para proseguir su desplazamiento hacia la derecha otra vez.

Este bloque se encuentra dos flips flops sirve para que el ultimo digito ingresado se copie. Entonces cuando se de otro pulso de reloj va a comenzar de ese punto hasta que el capacitor se descargue. La entrada de datos es en forma serial y cada dato va a salir en paralelo. Los pines 1 y 2 se puentean para q exista solo una entrada de datos. Salida de led’s

La salida de datos va a ser la siguiente: Entrad a de datos en serie 1 1 1 1 1 1 1 1

Salida de datos en paralelo

1 0 0 0 0 0 0 0

0 1 x 0 0 0 0 0

0 0 1 0 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 1 0 0 0

0 0 0 0 0 1 0 0

0 0 0 0 0 0 1 0

0 0 0 0 0 0 0 1

Entonces esta sucesión de salidas en alto se puede manejar como una ruleta de led’s. Y esto durara hasta que se acabe los pulsos mandados por el reloj.

Explicación general

La entra de reloj es activada por un pulsador el cual tendrá el objetivo excitar al transistor que actuara como switch y el condensador c3 actuara como la descarga o como la cerrado del circuito para q no pase mas pulsos de reloj. Después va al circuito 74164 el cual tendrá como objetivo recibir datos 1 y 0 lógicos el cual va a ir a cada salida de datos. Los 7400 sirven como flip flop guarda el ultimo dato para q comience desde es punto.

Costos: Elemento Leds Resistenc ias de 330ohm C.I 74164 C.I 7400 C.I 555 2N3906 Capacitor es Ceramico s Pulsador

Uni.

Precio Final 0.2 1.6

Precio 8 6

0.15

1 1 1 1

1.5 0.5 0.5 0,55

2

0.5

2

0.25

1

0.1 Suma Total

0.9 1.5 0.5 0.5 0.55 1 0.5 0.1 7.15

MANUAL DE Especificaciones técnicas:   

Alimentación de voltaje de 5 [voltios]. Alimentación de corriente de alrededor de 1 [amperios]. Consta de 3 circuitos integrados y 8 leds de salida

Uso del dispositivo: Para poder usar el dispositivo lo único q se debe es presionar la tecla de inicio para que la ruleta de led’s comience a girar y esto se podrá visualizar en los led’s Presione “AQUI”

Este dispositivo se puede usar en niños ya que es muy llamativo su uso. Conclusiones:   

La ruleta como juego de azar y como evento visual siempre ha llamado poderosamente la atención de grandes y pequeños. No utilizar condensadores muy grandes ya q la descarga de estos en si se van a demorar y no será muy vistoso para el juego en si. Si se utiliza condensadores muy pequeños este puede que las salida sea muy rápida y no pueda ser útil para este juego

Recomendaciones: 



Se deben tener las naturales precauciones para identificar correctamente los terminales de los componentes a utilizar y su correcto posicionamiento sobre el circuito impreso. No usar condensadores muy grandes ni muy pequeños para el diseño ya que esto puede causar problemas en el funcionamiento.

Bibliografía:

http://electronica-teoriaypractica.com/circuito-74164-ttl/ http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lm555.pdf http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito_integrado_555 http://www.nxp.com/documents/data_sheet/74HC_HCT164.pdf