LABORATORIO Nº 12

CIRCUITOS DIGITALES

PROYECTO N° 03

MATRIZ DE LEDS CON REGISTROS Y CONTADORES

FASE 4: generador de letra

1. Objetivos:

·        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.

2. Marco teórico:

    2.1. Matriz de led: La matriz está compuesta por una serie de filas y columnas la interseccion entre ambas contiene un led, para que este encienda, tiene que recibir simultaneamente un 0 en la fila y un 1 en la columna, cuando se da esta condicion la electronica del circuito se encarga de encender el led correspondiente.

fig1. Matriz de led 7x5

fig2. Matriz de led ánodo común 

fig3. Matriz de led cátodo común 

 2.2 El contador en anillo: Es un registro de desplazamiento que tiene su salida conectada a la entrada. Normalmente se implementa con flip-flops con entradas de PRESET y CLEAR, conectados en cascada y disparados de forma síncrona. Por lo tanto, un contador en anillo es un contador síncrono.
En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en que estado se encuentra el contador. 

fig4. Contador de 4 bits 

3. VÍDEO EXPLICATIVO:



4: OBSERVACIONES:

• Cuando se quiere generar una letra, se debe tener en cuenta el contador y el registro.
• Al momento de realizar las conexiones, se tubo que usar compuertas NOT, NAND y OR.
• Al realizar la conexión de las filas, se vio la necesidad de usar un inversor para que recién pueda funcionar la matriz de led.

5. CONCLUSIONES:

• Se logró identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
• Se logró entender el funcionamiento de las unidades usadas.
• Se pudo entender el funcionamiento de los dispositivos usados en el laboratorio.
• Se logró implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial. 

6: BIBLIOGRÁFICA:
·         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

7. INTEGRANTES: 

- Aldude Aldudi Rosmel

LABORATORIO NRO. 11

CIRCUITOS DIGITALES

PROYECTO N° 03

MATRIZ DE LEDS CON REGISTROS Y CONTADORES

FASE 3: Contador en Anillo y Matriz de Leds

1. Objetivos:

·        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.

2. Marco teórico:

    2.1. Matriz de led: La matriz está compuesta por una serie de filas y columnas la interseccion entre ambas contiene un led, para que este encienda, tiene que recibir simultaneamente un 0 en la fila y un 1 en la columna, cuando se da esta condicion la electronica del circuito se encarga de encender el led correspondiente.

EL CIRCUITO: Se explicara el circuito en base a un Pic sencillo y económico como el 16F628A, y como se dijo anteriormente el proyecto tamaño de cartel dependerá de cuan sofisticado sea el Pic a utilizar.

El empleo de una memoria EEPROM externa de un tamaño relativamente grande como la 24C256, nos brinda la posibilidad de almacenar mucho texto en ella, también esta sección puede ser ampliada según los requerimientos del proyecto.
El circuito se puede considerar en dos partes: la primera será la lógica de control y la segunda en el display o pantalla con sus correspondientes registros de desplazamiento.

     2.2 El contador en anillo: Es un registro de desplazamiento que tiene su salida conectada a la entrada. Normalmente se implementa con flip-flops con entradas de PRESET y CLEAR, conectados en cascada y disparados de forma síncrona. Por lo tanto, un contador en anillo es un contador síncrono.

figura 1. Esquema de un contador en anillo de 4 bits

En contador en anillo funciona pasándose de flip-flop a flip-flop un único bit. Esto quiere decir que, en cualquier instante del proceso de conteo, sólo un flip-flop tiene su salida Q=1. Esto provoca que el contador en anillo sea el contador más fácil de decodificar. De hecho, sabiendo que el flip-flop está a uno, conocemos en que estado se encuentra el contador. 

La tabla presenta los estados por los que pasa nuestro contador de 4 bits, una vez inicializado.

Pulso	Q3	Q2	Q1	Q0
0	0	0	0	1
1	0	0	1	0
2	0	1	0	0
3	1	0	0	0

3. VIDEO EXPLICATIVO:

https://youtu.be/X_JGaOFk3xQ

4: OBSERVACIONES:
- Al momento de realizar las respectivas pruebas, se tienen que hacer pruebas individuales con cada material a usar, ya que pueden estar defectuosos o presentar daños en algunas acciones.
- Cuando se quiere conectar la Matriz de led, se debe investigar sobre el tipo de conexion que necesita, ya que varían según su código.
- Para una mejor visualización se recomienda usar conectores UTP, ya que son mas fáciles de trabajar.

5. CONCLUCIONES:
- Lo logró identificar adecuadamente una de las tantas aplicaciones de la electrónica digital.
- Se describió el funcionamiento de las respectivas unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
- Se implementó los circuitos secuenciales necesarios para el buen funcionamiento de la Matriz de led 5x7.

6: BIBLIOGRAFIA:
·         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

7. INTEGRANTES: 
- Aldude Aldudi Rosmel
- Chambi Gonza Daniel
- Vilca Quispe Waldo

LABORATORIO NRO. 10

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO

OBJETIVOS:
- Implementación de registros en serie y paralelo.
- Realizar un contador de anillo con registro paralelo.
- identificación de terminales y prueba de matriz de leds 5x7.
DEFINICIÓN: 

Los registros de desplazamiento son circuitos secuenciales formados por biestables o Flip -Flops generalmente de tipo D conectados en serie y una circuiteria adicional que controlará la manera de cargar y acceder a los datos que se almacenan. En los desplazamientos se transfieren información de un Flip-Flops hacia el otro, dentro del mismo registro a la entrada o salida del mismo. La capacidad de almacenamiento de un registro es el número total de bits que puede contener.

Sus funciones dentro del sistema digital son:

• Servir de almacenamiento temporal de un conjunto de bits sobre los que se está realizando un labor de procesamiento.
• Desplazamientos de datos a lo largo de los Flip-Flops.  

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE CARGA SERIE:

Estos registros se denominan de carga porque porque los datos entran secuencial mente a través del primer Flip-Flops.

En la figura ilustra un sencillo registro de desplazamiento serie de 4 bits que tiene las siguientes características:

• Esta construida a partir de Flip Flops.
• La entrada de datos se hace en FF1 (entrada en serie).
• La entrada de borrado (CLR) esta conectada en paralelo los Flip-Flops que se accionan con el flanco positivo del tren de pulso.
• Cada salida de los Flip Flops tiene indicadores de salida (salida paralelo).

Funcionamiento, el diagrama de tiempo ilustra claramente su funcionamiento.

Diagrama de tiempo para un registro de desplazamiento a la derecha, de carga serie de 4 bits.

Primero colocamos la entrada de borrado a 1 y colocamos un 1 en la entrada de datos.

• Con el pulso de reloj 1 (flanco positivo) la entrada de 1 del FF1 se transfiere a la salida de este FF. En la salida se lee entonces 1000 (A=1; B=0; C=0; D=0).
• Colocamos un cero en la entrada de datos de FF1 y pulsamos la entrada de reloj una segunda vez. La salida será 0100.
• Seguimos haciendo el mismo procedimiento y comprobamos que en el pulso del reloj 5 el dato se pierde fuera del registro.
• De los pulsos del 6 al 9 repetimos el mismo procedimiento, pero antes del pulso 9 introducimos un 1 en la entrada de datos y con el pulso de reloj 9 se visualizará 1001.
• En los pulsos de reloj del 10 al 12 mantenemos la entrada de FF1 activada y comprobamos que en el pulso de reloj 12 la salida será 1111.

Registro y transmisión de datos en serie

Registro de desplazamiento de 4 bits con carga en paralelo y reset

Ejecución del laboratorio

Registro y transmisión de datos en serie

   Registro de desplazamiento de 4 bits con carga en paralelo y reset

CONCLUCIONES:
- Se logró implementar registros tanto en serie como en parelelo.
- Se realizó el circuito de un contador en anillo con registros en paralelo y serie.
- Se identificó correctamente las terminales del matriz de leds 5x7.
-  Se logró implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.
- Se describió el funcionamiento de un contador en anillo con registros en serie como en paralelo.

OBSERVACIONES:
- Para realizar el conexionado del contador en anillo, se observó que las salidas de cada flip flop van en serie con las entradas del siguiente flip flop, pero con los clock en paralelo a cada flip flop.
- Se debe tener en cuenta que para que el contador en anillo funciones despues de llegar al ultimo flip flop, se debe retroalimentar con la ultima salida a la primera entrada para que el ciclo continue y no se detenga.
- Se observó que si se le fuerza otro pulso, el contador en anillo cuenta de dos en dos.

APRECIACIÓN:
     En este laboratorio se aprende el funcionamiento de un contador en anillo o un contador secuencial con la ayuda de un generador de pulsos y 4 flip flop; pero todo este proceso se puede simplificar con la ayuda del micro-controlador 4017, el cual realiza la misma función solamente que facilita su trabajo ya que dentro del chip van los 4 flip flop.

BIBLIOGRAFÍA:

- loyd, 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

INTEGRANTES:
- Aldude Aldudi Rosmel
- Vilca Quispe Waldo Eduardo
- Chambi Gonza Daniel