LABORATORIO 5

Temporizadores Y Generadores
 de Clock

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Implementación de circuitos temporizadores.
• Implementación de circuitos generadores de clock.
• Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.

2. MARCO TEÓRICO:

2.1 OSCILADORES ASTABLES 

Un oscilador astable es un circuito multivibrador que no tiene ningún estado estable, por lo que posee dos estados inestables entre los que conmuta, permaneciendo en cada uno de ellos un tiempo determinado. La frecuencia de conmutación depende, en general, de la carga y descarga de condensadores.

2.2 OSCILADORES MONO ESTABLES 

Un oscilador monoestable es un circuito multivibrador que por el cual se obtiene una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que esta determinado por una constante de tiempo.

2.2 CIRCUITO  MULTIVIBRADOR 

Un multivibrador es un circuito oscilador capaz de generar una onda cuadrada. Según su funcionamiento, los multivibradores se pueden dividir en dos clases: astable o monoestable.

2.2.1 MULTIVIBRADOR ASTABLE 

Un multivibrador astable es un oscilador de relajación; su frecuencia de salida depende de la carga y descarga de condensadores. Estas cargas y descargas son provocadas por la conmutación de sendos transistores.

2.2.2 MULTIVIBRADOR MONOESTBLE 

Permanecen en un estado determinado mientras no se les aplique una señal exterior que les haga cambiar al estado contrario para, posteriormente, regresar de nuevo al de reposo y permanecer en él hasta la presencia de un nuevo impulso de excitación.

2.3 TEMPORIZADOR 555
 El temporizador IC 555 es un circuito integrado (chip) que se utiliza en la generación de   temporizadores, pulsos y oscilaciones. El 555 puede ser utilizado para proporcionar       retardos de tiempo, como un oscilador, y como un circuito integrado flip flop.

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

3.1 EVIDENCIA DE MATERIALES UTILIZADOS 

3.2 EVIDENCIA DE CIRCUITOS REALIZADOS 

3.3 VÍDEO

4. OBSERVACIONES:

• Se pudo observar que en un circuito astable no tiene ningun estado estable.
• Se observo que modificamos la frecuencia del circuito astable modificando las resistencias y los condensadores.
• Se observo que para  modificar la frecuencia del circuito utilizamos una calculadora 555, en esta pusimos las resistencias y condensador que requeríamos para obtener frecuencias de 2Hz,30Hz,100Hz.
• Observamos que se cambio una resistencia y un condensador para el caso el circuito monoestable, para obtener los tiempos que nos pedían en la guía de laboratorio.
• Se observo que también se utilizo la calculadora 555 para el caso del circuito monoestable ya que tuvimos que cambiar una resistencia y un condensador para poder conseguir el tiempo que requeríamos para cada caso. 
• Se observo que algunos de los componentes que teníamos en nuestra maleta no funcionaban, por lo que se tuvo que prestar o conseguir el componente que no funcionaba de otro grupo que tenia uno adicional.

5. CONCLUSIONES

• Se realizaron dos circuitos, uno astable y uno monoestable.
• Se realizo los cálculos de frecuencias y de tiempo en una calculadora 555 online.  
• Se concluye que un multivibrador monoestable entrega a su salida un solo pulso de un ancho establecido por el diseñador (tiempo de duración).
• Se concluye que en un multivibrador astable el funcionamiento del temporizador 555 se caracteriza por una salida en forma de onda cuadrada.
• Se concluye que gracias a los datos del periodo que se obtengan en la lectura de ondas se podrá determinar la frecuencia. 

-Wilson Puma Yucra
-Alonzo Mendoza Aguilar
-Erick Rafael Belizario Zoto

LABORATORIO 4

CIRCUITOS CONTADORES CON 
FLIP FLOPS

1. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN:

• Implementación de circuitos monoestables.
• Implementación de circuitos con Flip Flops JK.
• Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

2. MARCO TEÓRICO:

En casi todos los tipos de equipo digital se encuentran flip-flops programados o conectados como contadores, usándose no solamente como contadores sino como equipo para dar la secuencia de operación, división de frecuencias, así como para manipulación matemática. En el sentido más elemental, los contadores son sistemas de memoria que “recuerdan” cuántos pulsos de reloj han sido aplicados en la entrada. La secuencia en que esta información se almacena depende de las condiciones de la aplicación y del criterio del diseñador de equipo lógico. Muchos de los contadores más comunes se encuentran disponibles en paquetes de circuitos integrados

2.1 LATCHES  

Un latch es un circuito electronico biestable asíncrono usado para almacenar información en sistemas lógicos digitales. Un latch puede almacenar un bit de información, asimismo los latches se pueden agrupar de tal manera que logren almacenar más de 1 bit.

Latch SR:

 El latch lógico más simple es el SR, donde R y S representan los estados 'reset' y 'set' respectivamente. El latch es construido mediante la interconexión retroalimentada de puertas logicas NOR (negativo OR), o bien de puertas logicas NAND.

Latch D:

 También conocido como latch transparente, debido a que el nivel presente en D se almacenará en el latch en el momento en que la entrada Habilitar (Enable por su palabra en inglés), sea activada, generalmente mediante un estado alto, es decir 1.

2.2 FLIP FLOPS

El "Flip-flop" es el nombre común que se le da a los dispositivos de dos estados, que sirven como memoria básica para las operaciones de lógica secuencial. Los Flip-flops son ampliamente usados para el almacenamiento y transferencia de datos digitales y se usan normalmente en unidades llamadas "registros", para el almacenamiento de datos numéricos binarios.

Multivibradores: 

En electrónica digital se usan de forma masiva dispositivos de dos estados llamados multivibradores. Los multivibradores biestables se llaman flip-flop y son los dispositivos de memoria básicos que se usan en la lógica secuencial. Otros dispositivos de dos estados son los multivibradores estables (inestables) que sirven como osciladores, y los multivibradores  monoestables (multivibrador "one-shot") que pueden servir como fuentes de pulsos.

Multivibrador Estable: 

La configuración de las puertas NAND invertidas que se muestran, es una de las muchas formas de crear un multivibrador astable (inestable): un dispositivos de dos estados que no está estable en ninguno de ellos. Si empezamos con el punto A high (alto), ese alto voltaje carga el condensador y despues del tiempo característico de la constante de tiempo RC, llegará al umbral de voltaje necesario para voltear a A low (bajo) y B high. Luego se invertirá el proceso de carga hasta que ocurra una transición al estado original, repitiéndose de nuevo el proceso. Este circuito se puede construir por medio de una mitad de una puerta quad (cuádruple) NAND de un circuito integrado 

Multivibrador Monoestable: 

En respuesta a un pulso de disparo positivo, el multivibrador monoestable o "one-shot", produce un pulso simple de salida de longitud t, determinado por el valor de la resistencia y el condensador. El multivibrador "one-shot" no redisparable, no responderá a mas pulsos de disparo, que puedan ocurrir durante su longitud del pulso.

2.3 CIRCUITOS MONOESTABLES 

El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho periodo de tiempo, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable y un estado casi estable.

Se encuentran monoestables integrados en varias familias logicas, tanto TTL (9601,74121 y otros)como CMOS(4047, 4528), son circuitos que comprenden parte de analogica, que es la generacion del pulso, y parte digital, que proporciona varias funciones logicas entre las entradas y las alidas.

2.4 CIRCUITOS CONTADORES CON FLIP FLOP

Un contador es un circuito digital capaz de contar sucesos electrónicos, tales como impulsos, avanzando a través de una secuencia de estados binarios.

Se enumeran todas las posibles transiciones de salida, mostrando como evoluciona la salida Q del flip-flop al pasar de los estados actuales a los estados siguientes. Qn es el estado presente en el flip-flop y Qn+1 es el estado siguiente.

Análisis de un contador de 3 bits con flip-flops JK:

-Paso 1. Determinar el número de estados. En nuestro ejemplo, como tenemos 3 flipflops, tenemos N=3 variables de estado Y2Y1Y0, por lo tanto, tenemos 2n=8 estados. Utilizaremos la codificación típica binaria.

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

3.1 EVIDENCIA DE MATERIALES UTILIZADOS 

3.2 EVIDENCIA DE CIRCUITOS REALIZADOS 

3.3 VÍDEO

4. OBSERVACIONES:

• Se pudo observar que el monoflop cumple la función de conmutar la salida de flip flop.
• Se observo que al realizar el circuito contador este contaba hasta los números hexagesimales, luego se reiniciaba y comenzaba de nuevo.
• Observamos que para realizar un contador que solo cuente hasta el 9 y luego se reinicie de 0 otra vez se tuvo que aplicar circuitos combinacionales.
• Se observo que nuestro contador no funcionaba y por eso se tuvo que utilizar un programa que mediante la conexión al Protoboard logramos simular el contador que nos faltaba.
• Se observo que varios de los componentes que estaban en las maleta del laboratorio no estaban en buenas condiciones y que se debe reemplazar estos componentes o repararlos.

5. CONCLUSIONES

• Se concluye que la función del un monoflop es conmutar la salida del flip flop, este al presionar el conmutador, conmuta la salida haciendo que esta se alterne cada vez que la presione.
• A través de esta práctica aprendimos acerca de los flip flop que son celdas binarias que son capaces de almacenar 1 bit de información, los cuales están conformados por las entradas del mismo, las cuales se marcan como J y K y sus salidas marcadas como Q y Q´, además están integrados por una entrada de reloj, así como por el clear y preset. Retroalimentamos el conocimiento acerca del circuito integrado 555 y fuimos capaces de sincronizarlo con el flip flop gracias a la entrada de reloj.
• Se pudo aprender como funcionan los circuitos contadores con flip flop y con el contador integrado Ascendente / Descendente.
• Aplicamos circuitos combinacionales  junto con el contador integrado Ascendente / Descendente para lograr realizar el reto propuesto en el laboratorio.
• En conclusión logramos realizar satisfactoriamente el laboratorio, se presentaron algunos problemas en los componentes del circuito que no funcionaban pero pudimos resolverlos. 

6. FOTO GRUPAL:

-Wilson Puma Yucra
-Alonzo Mendoza Aguilar
-Erick Rafael Belizario Zoto