Contador De Pulsos
Páginas: 5 (1001 palabras)
Publicado: 11 de julio de 2012
Laboratorio Eléctrico IE-0308
Anteproyecto Final: Contador de pulsos
Grupo 7: Esteban Mora A84152 / Eliécer Agüero A80093
Profesor: Fabián Abarca
Fecha entrega: 07/11/2010
Objetivo General:
* Implementar un contador de pulsos básico, utilizando un fotoconductor.
Objetivos Específicos:
* Utilizar fotoconductores en una aplicación especifica.
*Utilizar diferentes componentes digitales.
* Aprovechar el comportamiento de compuertas con Schmitt Trigger
* Ampliar los conceptos del comportamiento de los fotoconductores
Nota teórica:
Primero debemos hacer una descripción de los componentes que se utilizaran para enfrentar el problema a solucionar:
Compuertas básicas:
De estas se utilizara la conocida compuerta NAND 4093B,una compuerta lógica con histéresis, a 25 ºC posee la siguiente ventana de histéresis.
Figura 1. Ventana de histéresis de una compuerta NAND4093B.
Se aprovechan las cualidades de histéresis para que el sistema no sufra rápidas conmutaciones en un nivel específico y el circuito no lograría definir su estado lo que generaría una serie de pulsos falsos, haciendo que el sistema pierda elcontrol.
Luego se utilizara una serie de Flip-Flop T, para implementar este contador. Este Flip-Flop solo posee una entrada denominada toggle si a esta entrada llega un cero lógico mantiene su estado y si llega un 1 complementa su estado. Estos pueden ser activados tanto por flancos positivos como negativos. En un caso específico de que no se cuente con tipo T, se utilizará un Flip Flop tipo JK conambas entradas conectadas a un “1” lógico, lo que provocará que cada vez que llegué una señal de reloj, este conmute y realicé la función toggle, que consiste en variar sus salidas Q y Q negado de cero a uno o de uno a cero según su memoria.
Su símbolo y tabla de característica es la que se presenta a continuación:
Figura 2. Símbolo de flip-flop T, activado por flancos negativos.
T | Qn+1|
0 | Qn |
1 | Qn’ |
Tabla 1. Tabla característica del flip-flop T.
Luego se utilizara un decodificador de 7 segmentos. Este es un circuito con 4 entradas y 7 salidas. Su trabajo consiste en activar un grupo de salidas específicas dependiendo del código que se aplique a su entrada y así traducir por medio de un display de 7 segmentos el número a un numero decimal.
Se utilizaran displayde 7 segmentos, que corresponde a un arreglo de LED para visualizar números en forma de números decimales.
Con el uso de estos instrumentos, implementaremos un circuito mediante el cual cada vez que se interponga un “objeto” entre una luz laser y el fotoconductor, se generará un pulso que deberá ser cuantificado y mostrado por el display.
Diseño:
El diseño del circuito seguirá elpróximo esquema:
Figura 3. Esquema básico del circuito.
Primero, se debe realizar el generador de pulsos a partir del siguiente esquemático:
Figura 4. Esquemático del generador de pulsos utilizando un fotoconductor y una compuerta NAND
El primer paso es medir la resistencia a la que trabaja el fotoconductor cuando se encuentra en oscuridad y también en claridad.
Una vez conociendodichos valores, se realiza una ecuación de divisor de tensión, tomando en cuenta la ventana de histéresis de la compuerta NAND 4093B (Ver figura 1). Dicho divisor de tensión se calcula mediante:
VX= Vcc R1Rγ+R1
Conociendo que el fotoconductor pone una resistencia de 15 kΩ cuando se encuentra en oscuridad y la NAND necesita una tensión de 1,5V para conmutar de bajo a alto, tenemos:
1,5 V= 5V R115 kΩ+R1
Y de esta ecuación obtenemos:
R1=6,5 kΩ
Luego verificamos que cumpla el uno lógico:
4,38 V= 5 V 6,5 kΩ2,4 kΩ+6,5 kΩ
Y demostramos que si se cumple el mínimo que se necesita para un uno lógico, que es mínimo 3,5 v
Ahora, como una segunda parte del circuito, necesitamos diseñar un contador de los pulsos generados, y para ello utilizamos cuatro flip flops tipo T en...
Anteproyecto Final: Contador de pulsos
Grupo 7: Esteban Mora A84152 / Eliécer Agüero A80093
Profesor: Fabián Abarca
Fecha entrega: 07/11/2010
Objetivo General:
* Implementar un contador de pulsos básico, utilizando un fotoconductor.
Objetivos Específicos:
* Utilizar fotoconductores en una aplicación especifica.
*Utilizar diferentes componentes digitales.
* Aprovechar el comportamiento de compuertas con Schmitt Trigger
* Ampliar los conceptos del comportamiento de los fotoconductores
Nota teórica:
Primero debemos hacer una descripción de los componentes que se utilizaran para enfrentar el problema a solucionar:
Compuertas básicas:
De estas se utilizara la conocida compuerta NAND 4093B,una compuerta lógica con histéresis, a 25 ºC posee la siguiente ventana de histéresis.
Figura 1. Ventana de histéresis de una compuerta NAND4093B.
Se aprovechan las cualidades de histéresis para que el sistema no sufra rápidas conmutaciones en un nivel específico y el circuito no lograría definir su estado lo que generaría una serie de pulsos falsos, haciendo que el sistema pierda elcontrol.
Luego se utilizara una serie de Flip-Flop T, para implementar este contador. Este Flip-Flop solo posee una entrada denominada toggle si a esta entrada llega un cero lógico mantiene su estado y si llega un 1 complementa su estado. Estos pueden ser activados tanto por flancos positivos como negativos. En un caso específico de que no se cuente con tipo T, se utilizará un Flip Flop tipo JK conambas entradas conectadas a un “1” lógico, lo que provocará que cada vez que llegué una señal de reloj, este conmute y realicé la función toggle, que consiste en variar sus salidas Q y Q negado de cero a uno o de uno a cero según su memoria.
Su símbolo y tabla de característica es la que se presenta a continuación:
Figura 2. Símbolo de flip-flop T, activado por flancos negativos.
T | Qn+1|
0 | Qn |
1 | Qn’ |
Tabla 1. Tabla característica del flip-flop T.
Luego se utilizara un decodificador de 7 segmentos. Este es un circuito con 4 entradas y 7 salidas. Su trabajo consiste en activar un grupo de salidas específicas dependiendo del código que se aplique a su entrada y así traducir por medio de un display de 7 segmentos el número a un numero decimal.
Se utilizaran displayde 7 segmentos, que corresponde a un arreglo de LED para visualizar números en forma de números decimales.
Con el uso de estos instrumentos, implementaremos un circuito mediante el cual cada vez que se interponga un “objeto” entre una luz laser y el fotoconductor, se generará un pulso que deberá ser cuantificado y mostrado por el display.
Diseño:
El diseño del circuito seguirá elpróximo esquema:
Figura 3. Esquema básico del circuito.
Primero, se debe realizar el generador de pulsos a partir del siguiente esquemático:
Figura 4. Esquemático del generador de pulsos utilizando un fotoconductor y una compuerta NAND
El primer paso es medir la resistencia a la que trabaja el fotoconductor cuando se encuentra en oscuridad y también en claridad.
Una vez conociendodichos valores, se realiza una ecuación de divisor de tensión, tomando en cuenta la ventana de histéresis de la compuerta NAND 4093B (Ver figura 1). Dicho divisor de tensión se calcula mediante:
VX= Vcc R1Rγ+R1
Conociendo que el fotoconductor pone una resistencia de 15 kΩ cuando se encuentra en oscuridad y la NAND necesita una tensión de 1,5V para conmutar de bajo a alto, tenemos:
1,5 V= 5V R115 kΩ+R1
Y de esta ecuación obtenemos:
R1=6,5 kΩ
Luego verificamos que cumpla el uno lógico:
4,38 V= 5 V 6,5 kΩ2,4 kΩ+6,5 kΩ
Y demostramos que si se cumple el mínimo que se necesita para un uno lógico, que es mínimo 3,5 v
Ahora, como una segunda parte del circuito, necesitamos diseñar un contador de los pulsos generados, y para ello utilizamos cuatro flip flops tipo T en...
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