"SUMADOR"
ANÁLISIS
En esta práctica, se realizará un circuito el cual tenga la capacidad de sumar dos números de 2 bits, donde los datos serán introducidos por medio del teclado matricial. Y los cuales serán desplegados en el LCD. Para esto es necesario utilizar registros de corrimientos (74194), sumador (7483), decodificadores de BCD a 7 segmentos (4543), display LCD, y GAL 20V8 para la realización de un circutio de control. Este circuito funcionará de la siguiente manera:
Se iniciará introduciendo nuestro primer número, de forma que el registro de corrimiento # 1 pasará a cargar el número que presionamos. A continuación debemos introducir nuestro siguiente número a sumar, el cual solo se cargará en el registro de corrimiento # 2.Para esto e necesario que el circuito de control que diseñemos, active las variables de control de cada registro en el momento deseado para que realiace las cargas o mantenga un número. Por último debemos presionar la tecla ( # ) la cual significa que debe realizar la suma; dentro del circuito, la tecla ( # ) mandará a cargar en los registros 74194 # 3 y # 4, con lo cual pasarán los 2 números introducidos al inicia, hacia el sumador (7483), la cual realizará la suma automáticamente, obteniendo el resultado en las salidas del sumador, las cuales son enviadas a un decodificador (4543) que muestra el resultado en el LCD.
Se utilizan 2 decodificadores 4543 (BCD - 7 SEGMENTOS) y 2 dígitos en el LCD para mostrar los números que se van a sumar en el LCD y otro dígito para mostrar el resultado de la suma.
Los registros de corrimiento siempre se encontrarán con sus pines de CLK conectados al astable de aproximadamente 60 hz. , lo cual por ser bastante rápido el pulso, prácticamente al momento de presionar la tecla del número que deseamos guardar, pasará casi instantaneamente cargado en el registro de corrimiento; lo que nosotros manejaremos será las variables de control de cada registro de corrimiento. La variable que manipularemos será el pulso que obtenemos del decodificador del teclado matricial (74C922) por cada tecla precionada del teclado. Estos pulsos que obtenemos de esta salida, las manejaremos para obtener salidas deseadas para cargar en los registros (Diagrama de estados). Utilizaremos un pulso de reloj de aproximadamente 60 Hz. Para que al presionar una tecla, el registro carge rapidamente, evitando de esta forma perder los datos que queremos cargar.
El diagrama de estados para el circuito de control es el siguiente:
Del diagrama de estados anterior obtenemos la siguiente tabla:
Pasando a mapas de Karnaugh obtenemos las siguientes ecuaciones:
Para el circuito de control realizamos el siguiente programa en PALASM basado en el diagram de estados que en la parte superior se expresa.
;PALASM Design Description
;---------------------------------- Declaration Segment ------------
TITLE: Circuito de Control
PATTERN:
REVISION: Veronica Quintero
AUTHOR: Luis "Shikis" Noriega
COMPANY: Solidus
DATE: 04/25/02
CHIP _CC3 PALCE20V8
;---------------------------------- PIN Declarations ---------------
PIN 1 clk COMBINATORIAL ; INPUT
PIN 2 x COMBINATORIAL ; INPUT
PIN 22 A REGISTERED ; IO
PIN 21 B REGISTERED ; IO
PIN 20 C REGISTERED ; IO
PIN 19 Z1 COMBINATORIAL ; OUTPUT
PIN 18 Z2 COMBINATORIAL ; OUTPUT
PIN 17 Z3 COMBINATORIAL ; OUTPUT
PIN 16 Z4 COMBINATORIAL ; OUTPUT
;----------------------------------- Boolean Equation Segment ------
EQUATIONS
A:=B*C*/X+A*X+A*/C
B:=B*/C*B*X+/A*/B*C*/X
C:=X
Z1=/A*/B*X
Z2=B*X
Z3=A*X
Z4=A*X
Por último obtenemos el siguiente diagrama final , en el cual se expresa todo el circuito completo.
CONCLUSIONES
Gracias a esta práctica manejamos el teclado matricial para introducir los números deseados a sumar. De igual forma manejamos registros de corrimientos 74194 los cuales nos ayudaban a "guardar" los números que nosotros le introduciamos por medio del teclado. ¿Para que guardarlos?, es necesario guardarlos debido a que como son dos números, es necesario guardar el primer número para cuando introduzcamos el segundo número no perdamos los datos del primer número. De igual forma necesitamos crear un circuito de control el cual nos ayudará a controlar o activar en cierto momento la función de carga de los registros de corrimiento. A través de este circuito se cargará el primer número en el registro de corrimiento y lo mantendrá guardado para luego ser enviado al sumador al mismo tiempo que el segundo número, obteniendo el resultado al final. Se utilizó el integrado 7483 (sumador) la cual tiene la capacidad de sumar dos números de 4 bits. Se continuó manejando los decodificadores BCD a 7 segmentos 4543 para mostrar los datos obtenidos de la suma en el LCD.
De esta forma, ya conocemos el funcionamiento y la aplicación de la pastilla 7483 (sumador) para circuitos con una cierta función específica. En esta práctica se puede decir que dicha pastilla es la más importante, debido a que es la que realiza la función principal, pero la importancia del circuito de control es de igual forma esencial para el corrrecto funcionamiento del circuito.
PROYECTO Nº 2
"CONTADORES"
ANÁLISIS
En esta práctica, haremos un contador el cual inicie en 1 y continue progresivamente hasta el 15, para luego pasar al número 0 y que se mantenga en este nùmero. Este contador se podrá realizar utilizando cualquier método conocido, por ejemplo, utilizando contadores, memorias, mapas de Karnaugh, etc.
Para realizar este circuito, utilice el método de mapas de karnaugh; primero realice una tabla en la cual me mostraba los pulsos de un contador (74163) el cual me daría pulsos de 0000 al 1111. Ahora era necesario hallar una manera de tomar esos pulsos y por medio de compuertas lógicas obtener ecuaciones que me ayudaran a manejar los pulsos para yo obtener los números deseados a la salida de mis ecuaciones. Como era necesario mostrarlo en display de 8 segmentos, se necesitaba utilizar 2 displays, uno para las decenas y otro para las unidades, por lo cual al realizar la tabla, necesitaba representar las salidas que yo deseaba en 2 números por separado (Decenas y unidades) en BCD para poder utilizar los decodificadores (4543) y así conectarlos en los displays.
La tabla que realicé fue la siguiente:
En esta tabla, lo que representa es lo siguiente, cuando yo tenía 0000 en el contador, yo quería tener 0000 en decenas y 0001 en unidades, el 0000 de las decenas iba a un decodificador 4543 y este al display 8 segmentos, por lo cual me aparecía 0, y el 0001 de las unidades iba a otro decodificador 4543 y este a otro display 8 segmentos el cual mostraba el número 1, y así sucesivamente.
Ahora para lograr que el contador 74163 contará del 0000 al 1111 y se detuviera, fue necesario implementarle por medio de compuertas lógicas un pequeño circuito. Este pequeño circuto era el siguiente:
Para lograr que el 74163 contara, necesitaba un pulso de reloj (el cual fue realizado por medio de la pastilla 555 TIMER) , entonces se encontró la manera de que al detectar 1111 del contador se multiplicaran estos pulsos por el reloj, pero sabemos que la multiplicación de 1111 es = 1, por lo cual fue necesario invertir el resultado 1, de forma que se obtenía 0 que multiplicado por el PULSO DE RELOJ es 0, lo cual lograría que ya no le llegara ningún pulso al contador de forma que ya producía cambio en su salida. Así fue como se logró que el resultado del contador se detuviera en 00.
Al terminar la tabla, que aparece en la hoja anterior, es necesario pasar los datos que en ella se muestran, a mapas de Karnaugh, para de esta forma obtener las ecuaciones que nos ayudan a manipular los pulsos del contador y obtener una salida deseada. Los mapas realizados fueron los siguientes:
DISEÑO
DISEÑO PARTE 2
CONCLUSIONES
Se observa que esta práctica de contadores se puede realizar de distintas maneras o métodos, unos métodos son más sencillos debido a que el número de pastilleria usada es menor lo cual provoca circuitos mucho más reducidos (por ejemplo utilizando memorias) y también se puede realizar de una manera más compleja o de mayor tamaño (por ejemplo utilizando el método de mapas de Karnaugh). Pero lo importante es que el resultado es el mismo, ya que se logra obtener en los displays los números deseados.
Se utilizó distintas pastillas en las cuales se hallaban, contador, timer, decodificadores, display y AND, OR, y NOT que son las compuertas lógicas básicas. Se aplicaron los conocimientos de la utilización de mapas de Karnaugh para resolver este problema. Algo importante era hallar la solución a dos pequeños problemas principales que se presentaban, uno era que el contador iniciará en 1 y no en 0 como es costumbre, y el oro problema era el que después del número 15 se mostrará el número 0 y se mantuviera sin cabio alguno. Estos problemas podían ser resueltos de distintas maneras pero dependian de la forma o método que uno habia utilizado.
Estos pequeños obstáculos presentes, fueron interesantes ya que tenias que pensar bien que era lo que podía solucionar ese problema y adaptarlo todo en forma de circuito.
