Como hacer un cronómetro en arquitectura de computadores

Contenido




















INTRODUCCIÓN

Este proyecto se basa en el desarrollo un cronómetro, el cual posee diversas partes las cuales serán explicadas para facilitarle al lector el funcionamiento de este cronómetro. Una pequeña reseña de lo que en el cronómetro podemos encontrar son la definición de los contadores asincrónicos, los flip-flop JK, ciertas compuertastales como AND y OR, y como utilizando cada uno de ellos, o bien, al unirlos se puede formar este cronómetro de 6 horas, el cual está constituido por milisegundos, segundos, minutos y horas.

ANÁLISIS

FLIP-FLOP JK
Un flip-flop jk es un componente que guarda un bit de información. Como se puede observar en la figura 1 el flip-flop JK posee dos entradas J y K y un clock, existen los flip-flop jken contadores sincrónicos (donde los dispositivos están conectados a un clock) y asincrónicos (los dispositivos pueden recibir más de un clock), en este proyecto emplearemos contadores asincrónicos.




(figura 1:flip-flop jk)
La siguiente tabla 1 de verdad es la tabla característica de los contadores asincrónicos, donde posee una entrada j y una entrada k.
J
K

0
0

0
1
01
0
1
1
1


(tabla 1:Tabla flip-flop JK)
En la figura 2 se representa como se conecta el contador asincrónico al clock y también a la fuente de energía vcc, como se puede observar en la siguiente figura



(figura 2:flip-flop jk conectado a vcc y clock)

Para diseñar cada uno de los módulos es necesario utilizar diversos flip-flop para crear el chip y a su vez obtener elmejor funcionamiento de cada uno de ellos. A continuación se explica a detalle cada uno de los pasos a seguir para diseñar este cronómetro de 6 horas. Este cronómetro se divide en dos, los cuales serán explicados a continuación.

Primer nivel
Como se observa en la figura 3, el cronómetro a 6 horas está constituido por los milisegundos, los segundos, los minutos y las horas (de derecha aizquierda). Cada uno de estos módulos posee flip-flop jk internamente, también utiliza pulsos clock, los cuales están creados para definir el momento en que cada uno de los bloques (milisegundos, segundos, minutos y horas). La parte interna de cada uno de los módulos será explicado a detalle en la metodología del trabajo, donde se puede observar cómo se implementa cada flip-flop el funcionamiento de cadauno de ellos en el cronómetro.

(figura 3:implemtación del cronómetro)

Segundo nivel
En este nivel se encuentra cada uno de los componentes del cronómetro a la hora de trabajar individualmente, es decir, se detallan las horas, los minutos, los segundo y los milisegundos. De tal manera que se pueda observar el funcionamiento de cada uno de ellos a la hora de crear el cronómetro final.En este caso comenzaremos con las horas, la figura 4 muestra cada componente de este bloque y como cuenta las horas (pulso en 5 horas).






(figura4: funcionamiento del módulo 6)
En el siguiente bloque se encuentra los minutos y los segundos los cuales utilizan el mismo módulo, éstos están formados por un módulo 60, el cual se encarga de contar de 0 hasta 59, al momento de llegar a 59el chip envía un pulso el cual permite que las horas cambien (en el caso de los minutos) o los minutos cambien (en el caso de los segundos) conforme cada uno de ellos va aumentando hasta llegar a 59 . En la figura 7 se muestra el módulo 60 implementado en el pulso 43.

(figura 7: funcionamiento del módulo 60)

En el siguiente bloque se encuentran los milisegundos, los cuales estánconstituidos por un módulo 1000, este módulo se constituye por tres módulos 10, por lo que es necesario mostrar primeramente un módulo 10 y luego el módulo 1000. En la figura 8 se observa un módulo 10 implementado en el pulso 8.
(figura 8: funcionamiento del módulo 10)

En la figura 9 se muestra el módulo 1000, como se mencionó anteriormente está formado internamente por tres módulos...