circuitos electronicos digitales

MDULO DE APRENDIZAJE

CUADERNO DE ESTUDIO

V E N E Z U E L A 2 0 0 5 SA

L

I

D

A

O

C

U

P

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C

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I

C

O

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REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO PARA LA ECONOMA POPULAR

INSTITUTO NACIONAL DE COOPERACIN EDUCATIVA

CICLO DE FORMACIN: BSICO COMPONENTE: TCNICO PRODUCTIVO MAB-TP-4

Diciembre, 2005

REPBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO PARA LA ECONOMA POPULAR

INSTITUTO NACIONAL DE COOPERACIN EDUCATIVA

Especialistas en Contenido Andrs Herrera Prof. Electrnica, E.T.I. Leonardo Infante Chikon Hau Director de Ingeniera Elctrica y Electrnica CHIKON HAU B. Julio Csar Hernndez. Prof. Electrnica. E.T.I. Gregorio Mc Gregory (Coche-Caracas) Julio Csar Hernndez. Prof. Electricidad y Electrnica. Consultor J.L. Asesora Empresarial, C.A.

Especialistas Validadores Julio Csar Hernndez. Coordinador Electrnica. Instituto Universitario Jess Obrero. Jorge Prez. Coordinador de Electrnica. E.T.I. Gregorio Mc Gregory. Pablo Medina. Profesor de Electrnica. E:T:I: Leonardo Infante. Ral Reyes. Prof. Electrnica. E.T.I. Leonardo Infante. Jos ngel Guerra. Prof. Electrnica. Leonardo Infante. Elaborado por: Julio Cesar Hernndez, Prof. Electrnica

Trascripcin Yaini Milln B. Asistente Administrativa J.L. Asesora Empresarial, C.A.

Diagramacin William Chirinos Diseador Diagramador Independiente.

Supervisin y Revisin Lic. Leida Bruzual P. Coordinadora General. J.L. Asesora Empresarial, C.A.

Coordinacin Tcnica Estructural Divisin de Recursos para el Aprendizaje Coordinacin General Gerencia General de Formacin Profesional

Gerencia de Tecnologa Educativa

1ra Edicin 2005 Copyright INCE

NDICE Pg.

INTRODUCCIN

COMPONENTES DIGITALES

Compuertas Lgicas ..........................................05 Compuerta AND ..................................................05 Compuerta OR ....................................................06 Compuerta NOT ..................................................07 Combinacin de Puertas Lgicas ................................................................08 Utilizacin de puertas lgicas ...........................08 Prcticas Compuerta NAND ..............................09 Compuerta NOR..................................................10 Compuerta OR Exclusiva...................................12 Compuerta NOR Exclusiva ................................13 Conversin de Puertas Utilizando Inversores............................................................14 Combinacin de puertas lgicas ......................15 Lgicas Flip-Flops ..............................................16 Contadores..........................................................23

Registros de Desplazamiento ........................... 29 Codificadores...................................................... 33 Decodificadores.................................................. 37 Sistemas de visualizacin ................................. 43 Display de Cristal Lquido (LCD)....................... 45 Display Fluorescente al Vaco (VFD) ......................................................... 48 Convertidores ..................................................... 51 Disparador Schmitt ............................................ 55

ENSAMBLAJE DE CIRCUITOS ELECTRNICOS

Definicin. ........................................................... 59 Ensamblaje de Contador Fotoelctrico............ 59 Ensamblaje de un Capacmetro Digital. ........... 61 Ensamblaje de una Cerradura Codificada ....... 64 Ensamblaje de un Frecuencometro Digital..... 65

GLOSARIO .......................................................... 65

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS.................... 67

INTRODUCCIN

El presente cuaderno de estudio corresponde a la Salida Ocupacional Ensamblador de Circuitos Electrnicos, del Mdulo de Aprendizaje Circuitos Electrnicos Digitales, Ciclo de Formacin Bsico y Componente Tcnico-Productivo, ha sido elaborado como instrumento gua tanto al facilitador como al sujeto de aprendizaje para este tipo de formacin.

Su estructura responde al Programa de Formacin concebido por el Instituto Nacional de Cooperacin Educativa para el desarrollo de la mencionada Salida Ocupacional en el marco de la Misin Vuelvan Caras, en su segunda fase.

La Electrnica digital ha penetrado todos los campos de la actividad humana, desde los ambientes especializados del campo militar, las ciencias, hasta las aplicaciones cotidianas del hogar.

Este cuaderno de estudio, constituye una herramienta til para el aprendizaje, no solo por su contenido temtico, sino por algunas propuestas presentadas que conllevan al sujeto de aprendizaje a emprender actividades para la

construccin de su propio conocimiento, el desarrollo de habilidades y destrezas, al igual que la internalizacin y organizacin de actitudes y valores, todo ello, con la debida orientacin del facilitador, bajo una concepcin constructiva y de participacin constante.

En este material de estudio de Componentes Electrnicos Digitales se especifican: los componentes, sus tipos de fabricacin, smbolos, los tipos de encapsulados, sus caractersticas, funcionamiento, cdigos, nomenclaturas, aplicaciones.

Es de hacer notar, en cuanto a los componentes electrnicos que se describen en este cuaderno de estudio, slo se abordan una cantidad de ellos, los ms usados; queda como iniciativa del facilitador, describir las caractersticas de funcionamiento de otros tantos dispositivos electrnicos existentes. Esta seleccin, la determinar los proyectos o circuitos que se definan para ser ensamblados, como prctica formativa en la adquisicin de habilidades y destrezas requeridas por esta Salida Ocupacional.

Es conveniente la investigacin y el compartir experiencias con sus compaeros y en otras fuentes de estudio, a fin de consolidar y enriquecer los conocimientos adquiridos.

Circuitos Electrnicos Digitales 5

COMPONENTES DIGITALES

Compuertas Lgicas Son circuitos electrnicos que constituyen el bloque de construccin bsico de los sistemas digitales. Operan con nmeros binarios, por lo tanto tambin se denominan puertas lgicas binarias. Las tensiones utilizadas con las compuertas lgicas son ALTA o BAJA. ALTA significa un (1) binario, y BAJA un cero (0) binario.

Compuerta AND Esta compuerta se denomina la puerta de todo o nada. Para que la compuerta se active, todas las entradas deben estar en tensin ALTA, de esta forma se tendr seal a la salida.

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

El lgebra booleana es una forma de lgica simblica que muestra cmo operan las puertas lgicas. Una expresin booleana es un mtodo Taquigrfico de mostrar qu ocurre en un circuito lgico.

LA EXPRESIN BOOLEANA PARA EL CIRCUITO DE LA COMPUERTA AND ES

A . B = Y Se lee A AND B igual a la salida Y. El punto (.) significa la funcin lgica AND en lgebra booleana. El punto se puede omitir luego la expresin queda:

AB = Y

Las leyes del lgebra booleana para la funcin AND son:

A . 0 = 0 A . 1 = A A . A = A A . = 0 = no A, o el opuesto de A.

A B

Entradas Y Salida


EJERCICIOS

a. Para las siguientes entradas, Cul ser la salida para una compuerta AND?

Entradas Salidas B A Y 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1

b. Dibuje el smbolo lgico para una compuerta AND de 4 entradas.

c. Escriba la expresin booleana para una puerta AND de 3 entradas.

Compuerta OR La compuerta OR se denomina la puerta de cualquiera o todo. La salida del circuito OR estar habilitada cuando cualquiera de las entradas est cerrada, es decir en ALTA (1).

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

LA EXPRESIN BOOLEANA PARA EL CIRCUITO DE LA COMPUERTA OR ES:

A + B = Y

Se lee A OR B igual a la salida Y. El signo ms (+), significa la funcin OR.

Entradas Y Salida


Las leyes del lgebra booleana para la funcin OR son: A + 0 = A

A + 1 = 1 A + A = A A + = 0

EJERCICIO

a. Complete la tabla de la verdad, especificando la salida para una compuerta OR.

Entradas Salidas D C B A Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

Compuerta NOT Tambin se denomina inversor, es una compuerta inusual. Tiene solamente una entrada y una salida. El proceso de invertir es simple. La entrada se cambia siempre por su opuesto. Si la entrada es 0, la puerta NOT dar su complemento que es 1. Si la entrada es 1, el circuito complementar para dar un 0. La inversin tambin se denomina complementacin o negacin. La doble inversin es igual al original. Despus que una seal digital va a travs de dos inversores, vuelve a su forma original.

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas

0 1 1 0

Entrada A Y Salida

o este

Y Salida A Entrada


EXPRESIN BOOLEANA A =

Leyes del lgebra booleana para la compuerta NOT son las siguientes:

0 = 1 1 = 0 Si A = 1, entonces = 0 Si A = 0, entonces = 1 = A

EJERCICIO

a. En la siguiente figura, Cul es la salida en el punto d y e, si la entrada en el punto a es el bit 0?.

Combinacin de Puertas Lgicas Para resolver muchos problemas cotidianos de lgica digital se utilizan diversas puertas combinndolas entre s.

Ejemplo

Utilizacin de Puertas Lgicas Prcticas En la actualidad, diminutos Circuitos Integrados (CIS) funcionan como puertas lgicas. Estos CIS contienen el equivalente de transistores, diodos y resistores en miniatura. Se fabrican CIS Dual-in-line package (DIP) empaquetamiento de doble lnea con una cantidad de patillas o pines que puede variar entre 4 y 64 pines. Estas patillas estarn distribuidas a lado y lado del

A Y (a) (b) (c) (d) (e)


integrado. Los pines en los CIS, se entienden numerados as: el pin a la izquierda de la ranura o muesca, o indicado por un punto cerca de l, mirando el integrado por encima corresponde al nmero 1, y se asignan nmeros consecutivos a cada uno de los otros en sentido inverso al movimiento de las manecillas del reloj.

Los fabricantes de CIS proporcionan diagramas de patillas, y en el manual de semiconductores se consultan, tanto el diagrama de patillas como su funcin. Todos los CIS tienen las conexiones habituales de alimentacin (VCC y GND).

Compuerta NAND Es una puerta formada por una compuerta AND, cuya salida se conecta a una puerta inversora NOT.

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (NAND) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Al observar la salida de esta tabla de verdad, vemos que es inversa a la tabla de verdad de la compuerta AND.


EXPRESIN BOOLEANA A. B = Y o AB = Y

Ejercicios a. Escribir la expresin booleana de una compuerta

NAND de 3 entradas.

b. Realizar la tabla de verdad de una puerta NAND de 3 entradas.

La funcin NAND ha sido la puerta universal en los circuitos digitales; se emplea en la mayora de los sistemas digitales.

c. Cul ser la salida de una puerta NAND, si sus entradas son las siguientes:


Compuerta NOR Es una puerta formada por una puerta OR, cuya salida se conecta a una puerta inversa NOT.

SMBOLO


Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (NOR) 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

Al observar la salida de esta tabla de verdad, vemos que es inversa a la tabla de verdad de la compuerta OR.

EXPRESIN BOOLEANA A + B = Y

EJERCICIOS

a. Escribir la expresin booleana para una puerta NOR de 3 entradas.

b. Realizar la tabla de verdad de una puerta NOR de 3 entradas.

c. Cul ser la salida de una puerta NOR, si sus entradas son las siguientes:



Compuerta OR Exclusiva La puerta OR-Exclusiva se denomina la puerta de algunos pero no todos. El trmino OR exclusiva se puede sustituir por XOR. Es una combinacin determinada de puertas AND, OR e inversoras.

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (XOR) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Esta tabla de verdad es similar a la tablas de verdad OR, excepto que, cuando ambas entradas son 1, la puerta XOR genera un 0. La puerta XOR se habilita slo cuando en las entradas aparece un nmero par de 1. La puerta

XOR puede considerarse como un circuito comprobador de un nmero impar de bits 1.

EXPRESIN BOOLEANA . B + . B = Y

A partir de esta expresin booleana se puede construir un circuito lgico utilizando puertas AND, puertas OR e inversores. La expresin booleana de una puerta XOR, puede presentarse en forma simplificada: A + B = Y. El smbolo + significa la funcin XOR en lgebra booleana. Se dice que las entradas A y B realizan la funcin OR exclusiva.

EJERCICIOS

a. Dibujar el smbolo lgico para una puerta XOR de 3 entradas. b. Escribir la expresin booleana (en forma simplificada) para una puerta XOR de 3 entradas. c. Cuales sern las salidas para esta compuerta XOR de 3 entradas. Recuerde que un nmero impar de 1 genera una salida 1.


Entradas Salidas Entradas Salidas C B A C C B A Y 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1

Compuerta NOR Exclusiva Una puerta NOR exclusiva est formada o es la combinacin determinada de una compuerta XOR y una puerta inversa. El trmino NOR exclusiva se puede sustituir por XNOR.

SMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (XNOR) 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Se puede observar que las salidas de la compuerta NOR exclusiva (XNOR), son los complementos o los opuestos a las salidas de la compuerta OR exclusiva (XOR). La puerta XNOR se comporta como un detector de un nmero par de 1. Esta compuerta producir una salida 1 cuando en las entradas aparezca un nmero par de 1.

EXPRESIN BOOLEANA A + B = Y

Ejercicios a. Escribir la expresin booleana para una puerta XNOR de 3 entradas. b. Dibujar el smbolo lgico para una puerta XNOR de 3 entradas. c. Cul ser la salida en una puerta XNOR, si sus entradas son las siguientes:


Entradas Salidas B A Y 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1

Conversin de Puertas utilizando Inversores Cuando se utilizan puertas lgicas, surge la necesidad de convertirlas para realizar otra funcin lgica. Un mtodo fcil de conversin es colocar inversores en las salidas o entradas de las compuertas.

En este diagrama el smbolo (+) significa aadir. Efecto de invertir la salida de las puertas

En este diagrama el smbolo (+) significa aadir. Efecto de invertir entradas de puertas

En este diagrama el smbolo (+) significa aadir. Efecto de invertir tanto entradas como salidas de las puertas


Combinacin de Puertas Lgicas Se emplea la combinacin de puertas lgicas con el objeto de minimizar la cantidad de circuitos integrales lgicos para implementar un sistema. Se debe tener presente el empleo de compuertas universales (Ej. NAND), y que la combinacin planteada nos reproduzca a la salida un patrn lgico similar.

Las ventajas de la combinacin de compuertas es obtener circuitos ms sencillos, y con menos circuitos integrales.

Flip- Flops Son dispositivos biestables sincrnicos, lo que significa que su salida slo cambia de estado en presencia de un pulso de reloj de caractersticas adecuadas a la operacin del dispositivo especfico. Los flip-flops constituyen los bloques bsicos para construir los circuitos lgicos secunciales. Los flip-flops pueden construirse a partir de puertas lgicas, por ejemplo NAND, o comprarse como CIS; ellos se interconectan para formar circuitos lgicos secunciales que almacenan datos, generen tiempos, cuenten y sigan secuencias. Los flip-flops tambin se denominan cerrojos, multivibradores biestables o binarios.


FLIP-FLOPS RS Es un sncrono dispositivo que se puede disparar por flanco, estos flancos pueden ser ascendentes o descendentes. Las entradas de este dispositivo de almacenamiento se denominan sincrnicas, pues sus efectos sobre la salida slo sern efectivos una vez se tenga una transicin del pulso de reloj en la entrada correspondiente, es decir, cambia de estado justo en el momento en que el pulso de reloj efecta una transicin. Cuando el cambio se produce en la transicin del pulso de reloj de alto a bajo, se dice que es disparado por el flanco de bajada, y en caso contrario, cuando el cambio se produce en la transicin del pulso de reloj de bajo a alto, se dice que es disparado por el flanco de subida.

El flip-flop RS sncrono opera en conjuncin con el reloj o dispositivo de temporizacin.

Los flip-flops tienen dos salidas complementarias, que se denominan Q y Q (no Q). La salida Q se considera la salida normal, y es la ms usada, la otra (Q) es el


complemento de la salida Q, y se denomina salida complementaria. En condiciones normales estas salidas son siempre complementarias. Si Q = 1, entonces Q = 0, y viceversa.

A continuacin se muestra una tabla de verdad que resume la operacin del flip-flops RS disparado por borde de subida.

En la siguiente figura se muestran algunas combinaciones de entrada y sus correspondientes salidas para un flip-flops RS sincrnico activado por flancos de subida, que se pueden apreciar en la tabla de verdad.

En el ejemplo, el resultado a la salida slo cambia cuando llega a la entrada de reloj una transicin de bajo a alto para el caso de este flip-flop. En la figura a) se ha aplicado un nivel lgico de 1 a la entrada S, mientras que la entrada R recibe un 0 como entrada.

De acuerdo con la tabla de verdad del RS, su salida debe ponerse en 1 si estaba en cero, y en caso contrario, debe permanecer en 1.

Para el caso de la figura, la salida del RS se encontraba en nivel bajo, y su cambio a nivel alto se produce justo en el instante tO en que aparece la transicin de bajo alto del reloj a la entrada C. Se dice que el borde de subida del reloj ha causado el cambio a la salida del flip-flop. En la figura b) las entradas S y R se han conectado a niveles lgicos de 0 y 1 respectivamente. Tal combinacin de entradas le ordena al flip-flop poner su salida en 0, orden que no se ejecutar hasta tanto no

0 0

0

1 a) a

c) to Q Q

Q

Q Q Q

Q=Q (NO CAMBIA)

S S S

C C C

R R R 0 0

0 1 1 1 b)

to to

to

to

Algunas combinaciones de entrada y sus correspondientes salidas para un flip-flop RS, sincrnico activado por bordes de subida


aparezca un flanco de subida en la entrada del reloj. La figura c) difiere de las anteriores ya que las entradas S y R tienen valores de cero (0) lgico. Esto corresponde al estado de reposo del flip-flop, por lo cual, a la llegada del pulso de reloj con su flanco de subida, no se producir ningn cambio a su salida.

Cuando en la tabla de verdad se observan todas las salidas a un nivel alto (1 lgico), esto indica estado prohibido. Esta condicin no se utiliza en el flip-flop RS. La condicin set del flip-flop, representa en la salida normal Q en nivel alto (1). La condicin de reset, representa en la salida normal Q un nivel bajo (0). En la condicin de inhabilitacin o mantenimiento, del flip-flop RS las salidas permanecen como estaban antes, es decir, no hay cambio en las salidas.

Las entradas J y K estn unidas a un pulso ALTO. Cuando pulsos repetidos de reloj llegan a la entrada CK, las salidas conmutan. La operacin de conmutacin se emplea mucho, en los circuitos lgicos secunciales, la ecuacin que describe el funcionamiento del flip-flop T es:

Qn + 1 = T Qn + T Qn. Esto es: el estado siguiente es igual al estado presente invertido, es decir, el flip-flop conmuta cada vez que recibe un pulso de reloj adecuado.

Smbolo

FLIP-FLOP D Es un flip-flop en el cual se conectan las entradas J y K, constituyendo una entrada nica D. Debe tenerse presente que la entrada K presenta intercalada antes de ella, un inversor. Este flip-flop se dispara en la transicin de ALTA a BAJA del pulso de reloj.


Las entradas al flip-flop JK siempre sern la una el complemento de la otra. La ecuacin que describe la operacin del flip-flop D es:

Qn + 1 = D. Esto quiere decir que el estado al que pasar el flip-flop a la llegada del prximo flanco de reloj ser el mismo que se tenga a su entrada D cuando se llegue el momento de cambiar.

Por ejemplo, si se desea que la salida Q del flip-flop se haga 1, slo es necesario colocar un nivel de 1 a su entrada D y esperar a que llegue el flanco de reloj, de subida o de bajada, segn la referencia de circuito integrado de que se disponga. En el flip-flop D no se presentan ni la condicin de reposo, ni la de conmutacin.

Smbolo

FLIP-FLOP JK Este dispositivo puede considerarse como el flip-flop universal; los dems tipos pueden construirse a partir de l. Este flip-flop presenta tres entradas sncronas (J, K y CK). Las entradas J y K son entradas de datos, y la entrada de reloj transfiere el dato de las entradas a las salidas. Tambin tiene la salida normal Q y la complementaria Q. Estos flip-flops son verstiles y de muy amplio uso. Obvian las combinaciones de entradas prohibidas.

Smbolo

En la tabla de verdad, la lnea 1 muestra la condicin de mantenimiento o inhabilitacin. La condicin de reset, o borrado, del flip-flop se muestra en la lnea 2; cuando J =


0 y K = 1 y llega un pulso de reloj a la entrada CK, el flip-flop se pone a 0 (Q = 0). La lnea 3 muestra la condicin de set del flip-flop JK; cuando J = 1 y K = 0 y se presenta un pulso de reloj, la salida Q se pone a 1.

La lnea 4 ilustra una condicin muy til del flip-flop JK que se denomina de computacin. Cuando ambas entradas J y K estn en el nivel ALTO, la salida cambia cada vez que un pulso alcanza la entrada CK.

Muchos flip-flops JK son disparadores por pulsos. Se tarda un pulso completo en transferir el dato de las entradas a las salidas del flip-flop. Con las entradas de reloj en la tabla de verdad, es evidente que el flip-flop JK es sncrono.

FLIP-FLOP T Es un flip-flop de conmutacin, es decir, que solamente tiene este modo de operacin. Constituye un bloque de uso frecuente en la construccin de circuitos digitales. Presenta una nica entrada denominada T. El reloj se conecta a la entrada CK. Este flip-flop se obtiene a partir de un flip-flop tipo JK, uniendo las entradas J y K, es

decir, poniendo estas entradas en corto. Este dispositivo no se encuentra disponible comercialmente como TTL o CMOS.

Ejercicios de Flip-Flops a. Flip-Flop RS Sncrono Listar la salida binaria en Q, del flip-flop de la figura

durante los ochos pulsos del reloj.

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop RS sncrono.

0 1 1 0 0 1 0 1

h g f e d c b a

0 0 1 0 1 0 0 0

S Q FF CK

R Q

?

?


b. Flip-Flop JK Listar el modo de operacin del flip-flop JK durante

cada uno de los ocho pulsos del reloj mostrados en la figura.

c. Flip-Flop Tipo D Qu entrada tiene control del flip-flop durante el

pulso a?

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop JK.

J Q FF >CK

K Q h g f e d c b a

1 1 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 1 ?

?

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop D.

PR D Q FF >CK

(7474) Q CLR

?

?

0 1 1 0 1 1 1 0

h g f e d c b a

0 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 0 0 1 0 1


Contadores Son circuitos lgicos secunciales de propsito especfico, ya que presentan la condicin de temporizacin, y necesitan una caracterstica de memoria. Se construyen a partir del flip-flops y estn diseados especialmente para tareas de conteo.

Presentan las siguientes caractersticas importantes: 1. Un nmero mximo de cuentas (mdulo del

contador). 2. Cuenta ascendente o descendente. 3. Operacin sncrona o asncrona. 4. Autnomos o de autodetencin.

Los contadores se utilizan: a. Para contar eventos, por ejemplo: nmero de

pulsos de reloj en un tiempo dado (medida de frecuencia).

b. Como divisores de frecuencia, frecuencmetros. c. Para almacenar datos, por ejemplo: en un reloj

digital. d. Para direccionamiento secuencial. e. En algunos circuitos aritmticos.

f. En cualquier aplicacin digital de mediana complejidad.

g. Para convertidores de anlogo a digital (A/D).

CONTADORES DE RIZADO Es el ms sencillo de los contadores. Pueden operar en forma asncrona o de manera sncrona, en esta ltima modalidad, es necesario que los pulsos de reloj del sistema lleguen simultneamente a todas las entradas de reloj de los flip-flops que lo componen. En su operacin como asncrono se puede observar que el reloj se conecta al primero de los flip-flops de la cascada, y que los relojes de los biestables subsiguientes se derivan de las siguientes salidas de los flip-flops que los preceden.

Contador de rizado de 4 bits y sus correspondientes diagramas de tiempo- asncrono


FUNCIONAMIENTO DEL CONTADOR DE RIZADO ASNCRONO DE 4 BITS Todos los flip-flops del sistema se han conectado para operar en la modalidad de flip-flop tipo T. Por tanto, la salida del primero Q0, cambiar de estado (conmutar), cada vez que en su entrada de reloj se presente un flanco de bajada. Hemos supuesto que todos los flip-flops han sido inicializados a cero. Observe en el diagrama de tiempo, que en las transiciones positivas del reloj (de bajo a alto) no se producen cambios en el estado del flip-flop.

Si comparamos en el diagrama, la forma de onda resultante en Q0 con el tren de pulsos de reloj a la entrada del contador, notaremos que su frecuencia es exactamente la mitad. Por cada dos pulsos de reloj se obtiene un pulso de salida Q0.

La salida del flip-flop N 0 acta a modo de reloj del segundo flip-flop, es decir, constituye la seal de entrada del segundo flip-flop, cuyo compartimiento es similar al del flip-flop N 0. El anlisis del compartimiento de cada flip-flop, procede de manera similar al anterior, este proceso se repite en cada uno de los flip-flops de contador.

Cada una de las etapas divide por dos la frecuencia de los pulsos que se presentan en su entrada de reloj. En total, la frecuencia de los pulsos iniciales del reloj presentes a la entrada del flip-flop Q0 ha sido dividida por 16, o sea, 2n, en donde n es el nmero de etapas o de flip-flops en el contador.

Si trasladamos los valores de las salidas de los flip-flops a la tabla de verdad, Fig., tabla de verdad, asumiendo que Q0 corresponde al bit menos significativo de los cdigos generados, se llega, a la conclusin de que la secuencia de nmeros obtenidos en el proceso corresponde a los nmeros binarios del 0000 al 1111. Por tanto, el sistema de 4 flip-flops se comporta como un contador binario ascendente de 4 bits.


Examinando el diagrama de tiempos, notamos que en t8 los cuatro flip-flops de la cascada se han ido a cero lgico todos, por lo tanto, el sistema ha reinicializado a cero. Ahora el contador comenzar un nuevo ciclo de conteo a partir de 0000 nuevamente. Se dice entonces que el contador es mdulo 16, para indicar que posee 16 stados o cuentas diferentes que se repiten cclicamente.

CONTADOR DE RIZADO SNCRONO DE 4 BITS

Estos contadores son sencillos y de gran utilidad.

Funcionamiento

Los pulsos de reloj que hacen que los flip-flops de la cascada cambien, deben propagarse de flip-flop en flip-flop. Los contadores sncronos reducen significativamente el retraso inherente a la propagacin en cascada del reloj, y evitan los problemas de glitches asociados con los contadores de rizado cuya cuenta es abruptamente reinicializada por medios externos para conseguir un conteo en un mdulo N predeterminado. Los contadores sncronos poseen un reloj comn que se conecta a todos los flip-flops. Un reloj como ste hace

Circuito que corresponde a un contador sincrnico de 4 bits


que todos los flip-flops cambien al unsono, independientemente del nmero de etapas del contador.

CONTADORES BINARIOS Por ejemplo el contador 74LS93 de 4 bits, el cual est conformado por un flip-flop, QA, seguido de tres flip-flops en cascada que se comportan como un contador mdulo 8. Son contadores que efectan el conteo en forma binaria, presentan la capacidad para contar en progresin ascendente o descendente. Permiten una reinicializacin directa a cero por medio del pin CLEAR (borrar), la puerta NAND har el trabajo de borrar cuando las salidas de los flip-flops la alimentan; as como tambin la prefijacin a un valor inicial cualquiera utilizando la entrada LOAD (cargar). Por ejemplo el contador 74LS193.

Consta de 6 salidas: ACARREO, PRESTAMO y las 4 que corresponden al estado del contador. Dispone de un total de 8 entradas, distribuidas as: lnea de borrado, CLEAR, lnea de carga, LOAD, una entrada para contar ascendentemente, COUNT-UP, una entrada para contar descendentemente, COUNT-DOWN, y 4 entrada para el dato de prefijacin. Adems, este contador est diseado para ser conectado en cascada con otros similares lo que permite aumentar el tamao de la cuenta. Para ello se utilizan las salidas de ACARREO y de PRESTAMO.

CONTADORES DECADALES Es uno de los ms utilizados. Puede describirse como un contador mdulo 10 para implementar el contador de la siguiente figura, se utilizan cuatro flip-flops JK y una puerta NAND. La unidad cuenta hasta que el contador mod-16 alcanza 1001 el binario 1001 es la mxima

Salida de 12 bits Tres contadores 74LS193 conectados en cascada para conformar uno de 12 bits


cuenta de esta unidad. Cuando la cuenta intente llegar a 1010, los dos 1 (D=1 y B=1) estn conectados a la puerta NAND, que se activa, reinicializando el visualizador a 0000.

A veces se usa un smbolo lgico general para representar un contador cuando est en forma de CI. El smbolo lgico de la siguiente figura puede sustituirse por el diagrama del contador dcada presentado anteriormente. Se ha aadido una entrada de borrado (reset) al contador. Esta entrada no aparece en el diagrama del contador dcada. Un 0 lgico activa el reset y pone la salida a 0000.

Smbolo lgico contador dcada

CONTADOR TIPO DIVISIN POR N Para conseguir divisor de frecuencia superior, se conectan varios divisores en cascada, este diseo es muy sencillo. Se deben seguir los siguientes pasos:

a) Se descompone el valor de la frecuencia de entrada que se quiere dividir, en factores menores de 16, hasta alcanzar el valor de la frecuencia deseada.

b) Se realizan divisores de frecuencia independientes de los valores indicados por dichos factores, stos se pueden realizar con un nico C.I.

c) Se conectan los divisores de frecuencia en cascada.


En la realizacin de divisores de frecuencia de un mdulo grande, se deben tener en cuenta los siguientes inconvenientes: 1. La velocidad de propagacin suele ser lenta. 2. Los estados estables del contador no se alcanzan

siempre en el mismo instante. 3. Si se conectan en cascada varios divisores de

frecuencia, el tiempo de propagacin aumenta.

Cuanto mayor sea el mdulo del divisor de frecuencia, mayor ser el tiempo de retardo y, por tanto, menor es la frecuencia mxima de entrada que admite el divisor de frecuencia.

Algunos dispositivos contadores tipo divisin por N, comerciales estn conectados e interconectados internamente para:

SN54/7492: Proveer un contador divisor entre 2 y un contador divisor entre 6, divisor entre 12 tambin puede funcionar como divisor entre 3.

SN54/7493 y SN5474L93: Proveer un contador divisor entre 2 y un contador divisor entre 8 divisor entre 16 tambin puede funcionar como divisor entre 4.

SN54/7490: Funcionar como un divisor entre 2 y un contador divisor entre 5 divisor entre 10.

SN54/74190 y SN54/74191: Pueden usarse como divisores programables.

Divisor de frecuencia pr 91 con C:I. el tipo 7493 conectados en cascada

Diagrama de conexin del circuito integrado 7493


Una de las aplicaciones importantes de los contadores como divisores de frecuencia, es el reloj digital.

La entrada a los divisores de frecuencia, es una onda cuadrada. Los bloques divide por 60, pueden construirse utilizando un contador divide por 6 conectado a un contador divide por 10

El contador divide por 6, a la izquierda, transforma los 60 Hz (Herzt). El contador divide por 10, a la derecha, transforma los 10 Hz en 1 Hz, o un pulso por segundo.

Registros de Desplazamiento Es uno de los dispositivos funcionales ms utilizados en los sistemas digitales.

Son memorias o dispositivos que sirven para almacenar informacin binaria (ceros y unos).

Son llamados Registros de Desplazamiento porque transfieren o desplazan la informacin de un dispositivo a otro, presentan una caracterstica de desplazamiento y una caracterstica de memoria. Son circuitos lgicos secunciales y se construyen con FLIP-FLOPS, se

utilizan como memorias temporales, para desplazar datos a la izquierda o a la derecha y para convertir datos serie en paralelo o viceversa.

Un mtodo de identificar los registros de desplazamiento es por la forma en que se cargan y leen los datos en las unidades de almacenamiento.

Cada dispositivo de memoria es un registro de 8 bits. Cada registro tiene un grupo de FLIP-FLOPS, se debe tener un FLIP-FLOP para cada bit. Por ejemplo, un registro de 8 bits debe tener 8 FLIP-FLOPS, stos se deben conectar de tal forma que entren los nmeros binarios y tambin salgan mediante desplazamientos.

Los bits pueden ser movidos o transferidos de un lugar a otro, de dos maneras:

En serie En paralelo

SERIE: Un solo bit es movido o transferido al tiempo (tiempo determinado), empezando con el bit ms significativo (MSB) o el bit menos significativo (LSB).


PARALELO: Todos los bits son movidos o transferidos al tiempo.

Para entrar o sacar bits de un registro, tambin se hace de dos maneras:

En serie En paralelo

De acuerdo a lo anterior, hay 4 tipos de registros de desplazamiento:

Entrada serie salida serie registros de Entrada serie salida paralelo carga serie Entrada paralelosalida serie registros de Entrada paralelo salida paralelo carga paralelo

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO DE CARGA SERIE a) Entrada serie / salida serie: en este registro los 8

4 bits entran y salen de l, un slo bit cada vez, empezando por el menos significativo.

Un dispositivo para esta operacin, por ejemplo, es el circuito integrado 7491.

b) Entrada serie / salida paralelo: En este registro, la cantidad de bits (8 4) entran en registro, un slo

bit cada vez, empezando por el bit menos significativo (LSB).

En la salida del registro de desplazamiento se tienen 8 4 bits al tiempo. Un dispositivo para esta operacin, por ejemplo, es el circuito integrado 74194.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE CARGA PARALELO a) Entrada paralelo / salida serie: En este registro

los 8 4 bits entran al mismo tiempo, y sale del registro un solo bit cada vez, empezando por el menos significativo (LSB).

Un dispositivo para esta operacin, por ejemplo, es el circuito integrado 74166.

b) Entrada paralelo / salida paralelo: En este registro los 8 4 bits entran al mismo tiempo al registro, y de igual manera la cantidad de bits salen al mismo tiempo tambin del registro.

Un dispositivo para ejecutar esta operacin puede ser, por ejemplo, el circuito integrado 74298.


El circuito integrado 7495 trabaja como registro de desplazamiento para 4 bits.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO UNIVERSAL Un ejemplo de este registro es el TTL 74194, este dispositivo es de 4 bits. Tiene 10 entradas y 4 salidas, conectadas a las salidas normales (Q) de cada FLIP-FLOP en el circuito integrado.

La entrada de reloj (CK) dispara los cuatro FLIP-FLOPS en la transicin L a H (bajo a alto) del pulso de reloj. Cuando se activa con un nivel BAJO, la entrada de borrado (CLR) pone todos los FLIP-FLOPS a cero (0). Los controles de modo indican al registro, a travs de una red de compuertas, que desplace a la derecha, a la izquierda, cargue en paralelo o no haga nada (mantenimiento).

El dispositivo 74194 es un circuito integrado de tecnologa TTL y tiene las conexiones de alimentacin +5V y GND (tierra).

Tambin se dispone comercialmente de registros de desplazamiento con tecnologa CMOS. Si se desean registros con FLIP-FLOPS tipo D, los CIS 4076 y 40174 tienen cuatro y seis FLIP-FLOPS respectivamente. El registro de desplazamiento esttico de 8 etapas CI 4014 es una unidad de almacenamiento de entrada serie, salida paralelo; el registro esttico de 64 etapas 4031 es un dispositivo de salida serie, entrada serie; el 4035 es una unidad de entrada paralelo, salida paralelo, de 4 bits. El registro esttico de 8 bits 4034 es una unidad de entrada / salida paralelo / serie bidireccional de tres estados a la que pueden entrar y salir las lneas de los buses.

Codificadores Es un dispositivo que traduce el nmero decimal pulsado, por ejemplo, en el teclado de una calculadora, a un cdigo binario, que podra ser cdigo BCD (8421).

Los codificadores son traductores electrnicos de cdigo. El codificador puede ser considerado como un traductor del lenguaje de la gente al lenguaje de la mquina.


Estos dispositivos presentan un mayor nmero de lneas de entrada, que de lneas de salida, por ejemplo, 10 lneas de entrada y 4 de salida. El codificador puede tener una entrada activa, que produce una nica salida.

Las caractersticas menos usuales son los pequeos circulitos en las entradas y salidas, los de las entradas significan que estn activadas por 0 lgicos, 0 niveles bajos, los de las salidas significan que stas normalmente estn en ALTA 1 lgico.

Otra caracterstica poco habitual del codificador es que no hay entrada cero. Una entrada decimal 0 significa una salida 1111 (en D, C, B, A), que es verdadera cuando todas las entradas (1-9) estn desconectadas. Cuando las entradas no estn conectadas, se dice que estn flotando en ALTA.

El codificador activa la salida que corresponde al mayor nmero de entrada.

Se dispone de codificadores con tecnologa CMOS. El codificador de prioridad de 10 a 4 lneas 74HC147, es un

circuito integrado de la serie CI digitales CMOS de alta velocidad.

Estos codificadores de prioridad se disean para generar un cdigo de salida que represente siempre la entrada de mayor orden o rango, independientemente que dos o ms entradas estn activadas simultneamente. Se ignoran las otras entradas.

Todos los codificadores disponibles como circuitos integrados de una escala de integracin media (MSI), son de este tipo.

Uno de los codificadores de prioridad ms representativos es el circuito integrado CMOS 4532. Este dispositivo, adems de las lneas de entrada y de salida, posee varias lneas de control adicionales que lo hacen extremadamente verstil. La versin en tecnologa TTL del 4532 es el codificador de prioridad de 8 a 3 lneas 74148.

El circuito integrado CMOS 4532, es un codificador de 8 a 3 lneas. En la siguiente figura se muestra su


distribucin de pines, su smbolo lgico y su tabla funcional.

Este integrado opera a partir de una tensin de alimentacin de +3V a +18 V aplicada entre los pines 16 (VDD) y 8 (GN3).

La entrada E1 (Pin 5) es una lnea de habilitacin activa en ALTO. Cuando E1 es 1, el integrado opera como un

codificador de prioridad. Cuando E1 = 0, el codificador se inhibe y todas sus salidas se hacen bajas, sin importar el estado de las entradas.

Las lneas de entrada van desde D0 hasta D7, son todas activas en alto, la ms baja prioridad es D0 (Pin 10) y la ms alta D7 (Pin 4). Las lneas de salida son Q2, Q1 y Q0 (Pines 6, 7 y 9). Cuando se activa una entrada, en las salidas se produce un cdigo nico de 3 bits que la identifica.

En la siguiente figura se muestra un codificador de prioridad de 8 a 3 lneas.


CODIFICADOR DE DECIMAL A B C D Son codificadores de prioridad con 10 lneas de entrada y 4 de salida. En la siguiente figura se presenta uno de ellos.

Cuando se activa una de las lneas de entrada, en las 4 lneas de salida se refleja el cdigo BCD correspondiente. Por ejemplo, a la lnea I2 le corresponde el cdigo BCD Q3Q2Q1Q0 = 0010, a la lnea I9 le corresponde el cdigo BCDQ3Q2Q1Q0 = 1001, etc.

Existen varios CIs de mediana escala de integracin, diseados especficamente para generar cdigos BCD. Uno de los ms populares es el chip CMOS40147. La versin en TTL es el CI74147.

En la siguiente figura se muestra el CI40147, pines, representacin lgica y tabla.

Segn la tabla de verdad de la figura, las entradas (D0-D9) y salidas (QD, QC, QB y QA) del codificador son activas en BAJO (o lgico). Si ninguna de las lneas de entrada est activa (todas en 1), las salidas permanecen en BAJO. La entrada de ms alta prioridad es D9 y la ms baja es DO.

Un ejemplo tpico de aplicacin del CI4017 es como codificador de 10 teclas. Cada tecla est asociada a un


nmero entre 0 y 9. Al oprimir cualquiera de ellas, en las salidas del circuito se obtiene el cdigo BCD correspondiente. Si se pulsan ms de dos teclas al tiempo, se enva el cdigo de la de ms alto rango.

CIRCUITOS DE APLICACIN A continuacin se presentan dos aplicaciones tpicas del codificador de prioridad 4532. El primero es un codificador de 16 a 4 lneas o hexadecimal y el segundo un codificador de 10 a 4 lneas (BCD).

Decodificadores

QU SON LOS DECODIFICADORES? Un decodificador es un circuito lgico de mltiples entradas y mltiples salidas, que convierte entradas codificadas en salidas codificadas en otro cdigo, el cdigo de entrada presenta menos bits que el de salida, cada palabra de cdigo entrante produce una palabra de cdigo saliente diferente.

Los codificadores constan de un cierto nmero de lneas de entrada N y un cierto nmero de lneas de salida M, adems de una serie de lneas auxiliares de activacin. Las salidas pueden ser activas bajas o activas altas


dependiendo de la funcin y del diseo que cumple el decodificador especfico.

Decodificador es todo dispositivo lgico combinatorio que posea menos lneas de entrada que de salida. Existe, un tope que limita el nmero de lneas de salida. Este consiste en que el nmero de lneas de salida ser, cuando ms igual a 2N, pero cualquier otro nmero por debajo de ste es aceptable. Para efectos de nomenclatura, cuando el nmero de lneas de entradas es N y el de salida es M, se tendr entonces un decodificador de N a M. As, si N=3 y M=8, se tendr un decodificador de 3 a 8.

El cdigo de entrada de uso ms frecuente es un cdigo binario de N bits.

DECODIFICADORES BINARIOS El circuito decodificador ms comnmente usado es un decodificador de N a 2N, o decodificador binario, como se le conoce. Un decodificador de estos recibe cdigos binarios de N bits a su entrada para producir un cdigo de salida de 1 a 2N. Por ejemplo, en la figura se muestra el caso de un decodificador de 2 a 4. Este consta de dos lneas de entrada A y B, de 4 lneas de salida, Y0, Y1, Y2 y Y3, y de una lnea de habilitacin, EN.

Tambin se muestra la tabla de verdad que define la operacin de este decodificador. Esta tabla de verdad introduce la notacin de indiferencia (no importa) para algunas de las entradas, lo cual se expresa por el uso del smbolo X para indicar que no importa cual es el valor de la variable en cuestin.

Smbolo circuito de un decodificador de 2 u 4


La primera entrada de la tabla nos aclara que mientras la lnea de habilitacin EN est en bajo (0), sin importar el valor de las entradas A y B, todas las salidas del dispositivo estarn en ceros. Una vez EN asuma el valor alto (1), el estado de las salidas estar determinado por el valor de las entradas A y B.

As por ejemplo, si A=0 y B=0, el dispositivo responder haciendo Y0 igual a 1, mientras que todas las otras salidas permanecen en 0. Observe que para una combinacin cualquiera de entradas, slo una de las salidas se activa. Esta no es necesariamente la nica manera en que puede operar un decodificador, pero muchos de ellos se ajustan a un comportamiento como ste.

DECODIFICADOR 74LS139 En la figura se muestra el circuito y el smbolo correspondientes al decodificador de 2 a 4 doble, 74LS139. Este encapsulado ofrece dos decodificadores independientes e idnticos. Ntese que las salidas y las entradas de habilitacin son activas bajas. La mayora de los decodificadores comerciales se disean con salidas activas bajas, debido a que las compuertas inversoras

son ms veloces que las no inversoras. Es interesante adems observar los dos negadores en cascada en cada una de las entradas del decodificador. Sin ellos, cada entrada presentara tres unidades de carga TTL a los dispositivos excitadores. En la figura se muestra la tabla de verdad que corresponde a uno de los decodificadores incluidos en este circuito integrado.

Circuito y smbolo decodificador 2 a 4 doble, 74LS139


ENTRADA SALIDA EN B A Y3 Y2 Y1 Y0 1 X X 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1

DECODIFICADOR 74LS138 El 74LS138 es un circuito decodificador de uso comn y de buena disponibilidad en el mercado. Su funcin se define diciendo que es un decodificador de 3 a 8, y que sus salidas son activas en bajo. Cuenta adems con tres lneas de habilitacin, dos de ellas de activacin en bajo. La funcin lgica de este decodificador es directa: una salida se activa (se hace 0) si y slo si el decodificador est habilitado y la salida se selecciona aplicando el cdigo correspondiente a su nmero en los pines de entrada.

DECODIFICADORES BCD A DECIMAL Los decodificadores de BCD a decimal, de los cuales el 74LS42 es un buen ejemplo, aceptan a su entrada

cdigos BCD, de 4 bits por supuesto, y activan en bajo la lnea de salida correspondiente.

Si el cdigo a su entrada no representa a un nmero BCD vlido (es mayor de 9), todas las salidas permanecen en alto.

El CD4028 es otro exponente de este tipo de decodificadores, con la diferencia de que sus salidas son activas en alto. Para cdigos BCD ilegales sus salidas se hacen bajas.

Tabla de Verdad para un decodificador de 2 a 4 doble

Fig. 17.8 y 17.10 Pg. 277 Electrnica Digital Tomo 2


DECODIFICADOR BCD/7 SEGMENTOS Para pasar la entrada BCD (4 bits) a la salida de siete segmentos (7 bits), necesitaremos un decodificador BCD/7 segmentos. Haremos corresponder uno (1) cuando el segmento est excitado, es decir, ilumine, y un cero (0) cuando el segmento no d luz.

Por ejemplo, para una informacin W0, correspondiente al nmero 0, vemos que g=0, y que a=b=c=d=e=f=1, con lo que en el visualizador nos queda representado dicho nmero.

El decodificador BCD/7 segmentos utilizado es el circuito integrado 7446; la entrada es un nmero BCD de 4 bits (A, B, C y D). El nmero BCD se transforma en un cdigo de siete segmentos que ilumina los segmentos adecuados del visualizador tipo LED. Adems, hay que considerar otras tres entradas que forman parte del circuito integrado. La entrada de test de lmparas (LT) enciende todos los segmentos del visualizador, de esta forma comprobamos que el visualizador funciona correctamente; esta entrada se activa por nivel bajo (0 lgico), para el funcionamiento normal del decodificador siempre debe estar a nivel alto (1 lgico). Las entradas de borrado (BI/RBO y RBI) desconectan los elementos activos, aunque presentan alguna particularidad que se aade en las notas de la tabla de la verdad de este I.C.; estas dos entradas se activan y desactivan de modo similar a la entrada de test de lmparas.


Entradas Salidas Notas Nmero de

funcin LT RBI D C B A BI/RBO

a b c d e f g

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BI

RBI LT

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 x 1 0

1 x x x x x x x x x x x x x x x x 0 x

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 x 0 x

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 x 0 x

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 x 0 x

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 x 0 x

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1

2 3 4

1 = nivel alto 0 = nivel bajo x = sin importancia Las salidas del decodificador se activan por el nivel bajo. En la tabla siguiente est indicada la tabla de la verdad del circuito integrado 7446.

NOTAS 1. BI/RBO es un Y lgico cableado y se utiliza

como entrada para la transmisin de extincin (BI) o en la salida correspondiente (RBO).

La entrada BI debe estar abierta, o al nivel alto, para las salidas de 0 a 15. RBI debe estar abierto, o al nivel alto, para el borrado de los ceros decimales.

2. Mientras la entrada BI se mantiene al nivel bajo (0), todos los segmentos estn apagados cualquiera que sean los niveles de las otras entradas.

3. Mientras RBI y las entradas A, B, C y D estn al nivel bajo (0) y LT al nivel alto, todos los segmentos estn apagados y RBO pasa al nivel bajo.

4. Mientras BI/RBO est abierto, o al nivel alto, y LT pasa al nivel bajo, todos los segmentos estn encendidos.


Aplicaciones de los Decodificadores Son utilizados en muchos circuitos digitales, pudiendo ser usados para seleccionar direcciones de memorias, para decodificar instrucciones en una computadora, para la conversin de un cdigo, o simplemente, para proveer la interface entre un nmero decimal y un visualizador de siete segmentos.

Sistemas de Visualizacin Existen dos sistemas de visualizacin a. VISUALIZACIN ESTTICA: Es aquella cuyos

visualizadores permanecen encendidos todos a la vez durante el tiempo de presentacin.

b. VISUALIZACIN DINMICA: Es aquel tipo en el que slo permanece activado un visualizador de los que forman el conjunto de visualizadores, cambiando de uno a otro de forma secuencial, a tal velocidad que el ojo humano no es capaz de detectarlo, con lo que se observa que todos los visualizadores estn aparentemente encendidos a la vez.


VISUALIZADORES Visualizadores de 7 Segmentos Uno de los dispositivos de despliegue de informacin numrica ms comunes es el denominado visualizador (display) de 7 segmentos. Cada segmento del display est constituido por un led en forma de barra, el cual se ilumina cuando se le hace circular una corriente de unos cuantos miliamperios. Hay una gran variedad de tamaos y colores.

Los segmentos se nombran con las letras del alfabeto de la a a la g. Cada uno de estos puede controlarse independientemente de los otros, lo que permite formar los diferentes dgitos. Por ejemplo, si se desea visualizar el nmero 3 en el display, deben activarse los segmentos a, b, g, c y d. Si se iluminan simultneamente todos los segmentos del display, el resultado ser la aparicin del nmero 8.

Los displays de 7 segmentos no estn limitados al uso de leds para la generacin de las barras lumnicas. Por el contrario, se dispone de una variedad de tecnologas que proporcionan al diseador una gama de opciones de acuerdo a sus requerimientos especficos.

La siguiente figura muestra la manera como se conectan internamente los diferentes leds que constituyen los segmentos del dispositivo.

En la parte (a) de la figura se muestra cmo los nodos de todos los leds se conectan entre s, dando origen al punto comn del display. Esta versin de visualizador recibe el nombre de display de 7 segmentos de nodo comn, en la figura se muestra el caso en que los ctodos se han unido para conformar el punto del dispositivo originando as un display de ctodo comn.


Tcnica de Trabajo PROCEDIMIENTO PARA PROBAR UN DISPLAY La siguiente figura permite probar o experimentar estos dispositivos. Cuando se cierra uno cualquiera de los

interruptores, fluye corriente desde el positivo de la batera a travs del respectivo led hacia tierra, haciendo que ste emita luz. Las resistencias R1-R7 son necesarias para limitar el flujo de corriente a un valor seguro para el dispositivo.

Por ejemplo, si se quisiera formar el nmero 7, se procedera a cerrar los interruptores asociados a los segmentos a, b y c. Observe que por su configuracin en nodo comn, los extremos de las resistencias cuyos segmentos se desea iluminar deben llevarse a tierra (0V), por lo cual se dice que este tipo de display es de activacin en bajo. Combinando el estado de los interruptores se pueden crear los diferentes nmeros y muchas de las letras del alfabeto. As, la letra H puede visualizarse mediante el cierre de todos los interruptores a excepcin de los asociados a los segmentos a y d.


Displays de Cristal Lquido (LCD) Los displays de cristal lquido de siete segmentos (LCD/Liquid Cristal Display), operan bajo un principio diferente al de los displays de leds. Cada segmento est hecho de un fluido viscoso que normalmente es transparente, pero se opaca (aparece oscuro) cuando se energiza mediante un voltaje alterno de baja frecuencia.

El voltaje alterno de excitacin es generalmente una onda cuadrada de 3 a 15V de amplitud y de 25Hz a 100 Hz de frecuencia. Se aplica entre el pin de acceso al segmento, (a, b, c, etc.) y un pin especial llamado backplane (lase bacplein) que sustituye al terminal comn (nodo o ctodo) de los displays de led convencionales.

En la siguiente figura se muestra la estructura interna y el principio de funcionamiento de display de cristal lquido. En contraste con los displays de led, los displays LCD no generan luz sino que simplemente controlan la luz incidente del ambiente. La clave de su operacin es un fluido especial denominado cristal lquido colocado en sndwich entre dos lminas transparentes.

Sobre la lmina superior se forman los segmentos del display, los cuales se metalizan para que puedan ser controlados externamente. La lmina inferior o backplane acta como una superficie reflectora de luz y tambin est metalizada.


En condiciones normales, las molculas de cristal lquido estn alineadas o polarizadas. Cuando incide luz en el sistema, sta pasa a travs de las molculas de fluido, se refleja en el backplane y retorna a la superficie sin sufrir cambio alguno. Como resultado, el segmento permanece brillante y aparece invisible al ojo humano.

Cuando se aplica un voltaje entre el segmento y el backplane, las molculas se dispersan y absorben la luz incidente, es decir, no la dejan pasar, y por tanto el backplane no la refleja. Como resultado, el segmento aparece oscuro. El mismo principio se aplica para hacer visible cualquier otro segmento y visualizar as nmeros, letras, etc.

En la siguiente figura se muestra la forma de probar un display de cristal lquido. El backplane recibe directamente un tren de pulsos de baja frecuencia, 30 Hz en este caso, procedente de un oscilador. Los interruptores S1 a S7 controlan, a travs de las compuertas XOR, la fase de la seal aplicada a cada segmento.

Para que un segmento se oscurezca y sea visible, la seal aplicada al mismo debe estar desfasada con respecto a la del backplane. Es decir, si esta ltima es alta (1), la del segmento debe ser baja (0) y viceversa. Esto se consigue aplicando un nivel alto a la entrada de la compuerta XOR que controla ese segmento en particular.


La seal aplicada al segmento debe ser el inverso o complemento de la seal aplicada al backplane. Recuerde que una compuerta XOR acta como un inversor controlado, invirtiendo la seal aplicada a una de sus entradas cuando la otra entrada est en alto y transfirindola sin inversin cuando est en bajo. Para visualizar el nmero 3, por ejemplo, deben cerrarse todos los interruptores, a excepcin de S5 y S6. De este modo, las compuertas A, B, C, D y G reciben un alto en

una de sus entradas y aplican una seal invertida o fuera de fase a los segmentos a, b, c, d y g del display. Los segmentos e y f reciben una seal en fase y, por tanto, permanecen brillantes. Los LCD se utilizan extensamente en relojes, calculadoras, termmetros, instrumentos y otras aplicaciones digitales. Su mayor ventaja es el bajo consumo de corriente. Adems, son ms econmicos y flexibles que sus contrapartes led y pueden ser ledos en presencia de luz brillante. Presentan algunos inconvenientes.

a. Un LCD no puede ser ledo en la oscuridad. Por esta razn, algunos displays de este tipo incluyen una lmpara incandescente miniatura.

b. Necesitan de una fuente externa de pulsos para operar.

c. Son muy sensibles a las bajas temperaturas. d. Son algo delicados y tienden a ser lentos.


Displays Fluorescentes al Vaco (VFD) Los displays fluorescentes al vaco pueden ser considerados como los familiares distantes y modernos de los tubos de vaco de otras pocas. Utilizan, semejanza de los tubos al vaco elementos tales como filamentos, grillas y placas.

La diferencia entre un trodo convencional y esta clase especial de dispositivo visualizador, radica en que el nivel de los voltajes del display es muchsimo ms bajo que en los tubos electrnicos. Los voltajes utilizados son del

orden de unos 12-v lo que permite su manejo con dispositivos combinacionales CMOS.

Las placas, recubiertas de material fluorescente, se utilizan para formar los segmentos, el punto, la coma o cualquier otro carcter que se desee implementar. Los displays fluorescentes al vaco, a pesar de que se fundamentan en una tecnologa del pasado, han ganado cierto nivel de popularidad en los ltimos aos. Esto se debe a que pueden operar a niveles de voltaje y de potencia relativamente bajos, y que adems, son de gran durabilidad y muy veloces.

El uso de filtros permite obtener una variedad de colores y, adems, su precio es favorable. En la actualidad estn siendo ampliamente utilizados como elementos visualizadores en automviles, videograbadoras, televisores, electrodomsticos y relojes digitales.

Decodificador de BCD A 7 segmentos para LCDs. (a) Diagrama de bloques (b) Aplicacin tipica.

Construccin interna y conexin de un display VF a un decodificador BSD a 7 segmentos.


Tabla Comparativa,

Convertidores El proceso de conversin requiere de dos pasos: primero es necesario obtener muestras de los valores de la variable a ser convertida y, posteriormente, llevar estas muestras, de corriente o de voltaje, a la entrada del dispositivo que se encargar de convertir el dato analgico a un dato binario.

Puesto que es necesario sostener constante el valor de la muestra mientras el convertidor de anlogo a digital desarrolla su labor de conversin, se requiere de un elemento adicional conocido como un retenedor, el cual se coloca entre el circuito de muestreo y el convertidor. En ocasiones, cuando la seal que se desea convertir vara lentamente, es posible prescindir del elemento de retencin.

CONVERTIDORES DE DIGITAL A ANLOGO (DAC) La operacin de los convertidores digital / anlogo, o DACS (Digital to Analog Converters) es muy sencilla.

Funciona bsicamente como un sumador, convirtiendo una palabra digital, un byte, a un voltaje anlogo equivalente sumando todos los unos de la palabra digital pero asignndoles un peso de acuerdo a su posicin dentro de la palabra.

Los convertidores Digital/Anlogo (D/A) se construyen, utilizando redes de resistencias cuyos valores reflejan los pesos de los diferentes bits, y sumando las corrientes resultantes por medio de un circuito sumador construido en base a un amplificador operacional, versin, conocida como de red en escalera, solo requiere dos valores de resistencias, por lo cual su implementacin es mucho ms sencilla.

Caract.

Tipo de visual

Tensin Solidez ngulo de visibilidad

Consumo por dgito

Vida media en

horas Luminosid

Facilidad de

montaje

Tubo nixie

80-100 V cc

Mala 100 350 mW 200.000 Excelente Buena

Led 5 V. cc Excelente 150 150 mW 100.000 Buena Excelente

Incandes 5 V Aceptable 150 250 mW 100.000 Excelente Aceptable

LCD 4,5 V. cc Buena 90-120 100 W 25.000 Segn la iluminacin Delicada

Construccin interna de un display tipo VF decodificador BCD a 7 segmentos.


CONVERTIDORES DE ANLOGO A DIGITAL (ADC) Los convertidores de anlogo a digital (Analog to Digital Converter) complementan la funcin de los conversores digital a anlogo. Su funcin es convertir cantidades anlogas a nmeros binarios. Existen varias alternativas para la construccin de convertidores como stos. Prcticamente todas ellas requieren de un elemento muy simple pero muy definitivo que es el comparador.

La salida de los comparadores, es esencialmente digital, es alta si la entrada A es mayor que la B, y baja en caso contrario.

El comparador amplifica la diferencia de voltajes a su entrada para producir la salida; es decir, el voltaje a su


salida, V0, en donde, G es la ganancia del amplificador y A y B son los voltajes a su entrada.

PARMETROS MS IMPORTANTES DE LOS CONVERTIDORES 1. La resolucin: Es el cambio ms pequeo en el

voltaje anlogo de entrada que se refleja en un cambio de 1 bit en la salida digital.

2. El nmero de bits: Es el nmero de bits a la salida del convertidor. A mayor nmero de bits, mejor la resolucin y su exactitud.

3. Tiempo mximo de conversin: Es el tiempo que tarda el convertidor en completar la conversin del dato.

4. Rango de voltajes de entrada: El rango permisible de voltajes de entrada que pueden ser convertidos.

5. Cdigo de la salida: Algunos convertidores A/D entregan cdigos binarios mientras que otros entregan datos en BCD.

6. Modo de salida: (para DACS): Es posible tener salidas de voltaje o de corriente en convertidores D/A.

7. Tiempo de estabilizacin: (Settlin time): Es el tiempo necesario para que el voltaje anlogo a la salida de un DAC se estabilice a su valor final.


Es preciso, adems, tener en cuenta las siguientes consideraciones, especialmente en lo concerniente a los convertidores de anlogo a digital:

En cuanto a la velocidad en operacin se refiere, los convertidores D/A son relativamente rpidos, ya que son esencialmente, unos sumadores analgicos. Produciendo salida en tiempos inferiores a 1s. Los convertidores A/D tienden a ser ms lentos. Ruido de cuantizacin. La seal que se reconstruye a partir de los valores convertidos, ya no es igual a la seal original. Este ruido disminuye con el nmero de bits del convertidor.

EJEMPLOS DE CONVERTIDORES A/D COMERCIALES Convertidor de propsito general. El ADC0804. Convertidor con multiplexor incorporado. El ADC0808. Convertidor de alta velocidad. El ADC08351. Convertidor de alta resolucin. El AD7705.

Disparador Schmitt El disparador Schmitt es una compuerta, por lo general inversora, que posee la caracterstica especial de

desplazar su umbral de conmutacin dependiendo de si su entrada est cambiando de alto a bajo o de bajo a alto. El comportamiento especial del disparador Schmitt se puede describir de la siguiente manera:

1. Suponga que el voltaje de entrada est cambiando de bajo a alto. Mientras la entrada al disparador Schmitt sea lo suficientemente baja, su salida ser alta, ya que su comportamiento es el de un inversor. Cuando la entrada al disparador supera, subiendo, un determinado voltaje denominado voltaje de umbral de subida, o voltaje de umbral positivo, la salida del inversor cambia de alto a bajo.

2. Ahora, si la entrada al inversor es alta, pero est cambiando hacia baja, la salida no cambiar hasta que su entrada no haya disminuido situndose por debajo de un nivel de voltaje denominado voltaje de umbral de bajada, o voltaje de umbral negativo.

El voltaje de umbral de subida, VT+, es mayor que el voltaje de umbral de bajada, VT- . A la diferencia entres estos dos voltajes, o sea, VT+ - VT- , se le conoce como histresis. Esto le confiere al disparador Schmitt la habilidad para volver muy cuadradas formas de ondas lentas y arrugadas,


adems de ayudar a suprimir ciertos procesos ruidosos indeseables.

CMO FUNCIONA EL DISPARADOR SCHMITT El disparador Schmitt, por el contrario, nos entrega una salida ntida, pues sta slo se hace cero a partir del momento que la entrada excede su nivel de umbral positivo. Una vez que su salida ha cambiado, sin embargo, no volver a cambiar hasta tanto el nivel a su entrada caiga por debajo de su voltaje de umbral negativo, y por lo tanto, los cruces repetidos de cualquiera de sus dos umbrales individuales no producen cambios repetidos a su salida.

USOS DEL DISPARADOR SCHMITT El disparador Schmitt encuentra uso frecuente en aplicaciones como conformador de onda, detector de


umbral, eliminador de ruido, eliminador de rebotes en suiches mecnicos y en circuitos osciladores de muchas clases.

EL DISPARADOR SCHMITT EN CIRCUITO INTEGRADO En la figura se muestra la configuracin del 74LS14, del 74LS13 y del 74LS132, compuertas estas todas que presentan comportamiento de disparador Schmitt.

En CMOS, las referencias de disparadores Schmitt ms usadas son el 74C14, el CD40106, el CD4093 y el CD4584, en donde el 74C14, el CD40106 y el CD4584 son todos hex inverters, mientras que el CD4093 es un circuito integrado que contiene cuatro compuertas NAND

de dos entradas dotadas ambas de histresis, muy a semejanza de la 74LS132.


TCNICAS DE TRABAJO Identifique Componentes 1. Observe los componentes dados.

2. Seleccione el tipo de componente que se pide.

3. Lea los datos impresos en el dispositivo o componente (especificaciones, cdigo de colores o nomenclatura: letras y nmeros) para conocer las especificaciones y/o caractersticas del mismo.

4. De ser necesario, segn el componente, consulte el manual de semiconductores, para conocer las especificaciones y/o caractersticas del componente.

5. Tome nota de las mismas.

Para efectuar esta tcnica de trabajo es recomendable usar el manual de semiconductores. 1. Ubique el cdigo o nomenclatura del componente en

la seccin ltima del manual de semiconductores (seccin de letras y nmeros).

2. Tome nota del nmero del dispositivo de reemplazo o dispositivo equivalente del original.

3. Ubique el nmero del dispositivo de reemplazo en la seccin del manual Lista de reemplazos.

4. Tome nota de la pgina, figura y caractersticas del dispositivo de reemplazo que ofrece el manual.

5. Ubique la pgina y la figura dada en el manual donde se especifican ms ampliamente sus caractersticas.

6. Tome nota de toda esta informacin (diagramas de Pines, Voltajes, Corrientes, Potencia, etc.).


ENSAMBLAR CIRCUITOS ELECTRNICOS

Es el proceso de unir y ajustar componentes y/o dispositivos electrnicos segn un plano o diagrama esquemtico dado, para conformar un circuito con unas caractersticas de funcionamiento especficas.

A continuacin se presentan en las tcnicas de trabajo varios circuitos electrnicos digitales para ser ensamblados por los participantes, stos se plantean como simples ejemplos que sirvan para desarrollar en el lancero o lancera las destrezas y habilidades en el proceso de ensamblaje de estos tipos de circuitos. El instructor est en libertad para implementar estos ejemplos o agregar y/o plantear otros.

Ensamblaje de Contador Fotoelctrico Dado el diagrama, los componentes y el circuito impreso ensamble un CONTADOR FOTOELCTRICO. TCNICA DE TRABAJO 1. Ensamble la tarjeta principal.

Coloque los diferentes elementos de acuerdo a su tamao.

Suelde primero los puentes, luego las bases de los integrados, el potencimetro, el relevo y por ltimo, los conectores.

2. Ensamble la tarjeta de visualizacin. Suelde el punto bajo los displays. Suelde los displays. Conecte el cable ribbon, por un extremo a los

terminales del circuito impreso marcados con letras, y por el otro extremo al conectar blanco de 22 pines.

3. Ensamble la tarjeta de los interruptores DIP. Suelde los interruptores. Conecte 3 cables ribbon de 4 hilos y 10 cms. de

longitud por uno de sus extremos con el circuito impreso a los terminales marcados con letras, y por el otro extremo conecte 3 conectores blancos de 4 pines.

4. En la parte posterior de la caja ubique tres borneras (una negra, dos rojas), asegrelas con sus respectivos aisladores y tuercas. Coloque el conector tipo bafle (dos terminales) de adentro hacia fuera, sujtelos y ASC/DESC y sus respectivos tornillos.


5. Suelde cables de 10 cms. entre los terminales de la tarjeta principal marcados como PRG/CUENT y ASC/DESC y sus respectivos interruptores.

6. Suelde cables de 10 cms. entre los terminales de la fotocelda y el jack monofnico.

7. Suelde cables de 10 cms. entre las tres borneras y los terminales 5V, GND y 12V.

8. Suelde cables de 10 cms. entre el contacto del rel normalmente abierto (NA) y el conector tipo bafle.

9. Conecte las tarjetas de visualizacin y la de interruptores DIP a travs de sus correspondientes conectores J1, J2, J3 y J4.

10. Conecte el cable de tierra de la tarjeta de interruptores.

11. Asegure con tornillos de 2mm. las 4 tapas del chasis.

12. Ubique el sensor ptico de manera que no reciba iluminacin reflejada o directa de otras fuentes. Slo debe recibir luz emitida por el trasmisor. La fotocelda debe protegerse con un tubo negro pequeo.

13. Conecte el sensor con el contador utilizando un cable de 50 cms. y un plug monofnico macho.

MATERIALES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS Estao Pasta para soldar (fundente) Silicona Disolvente (alcohol) Alicate universal Alicate de corte diagonal Alicate pela cable Pinzas punta redonda y punta cuadrada Pinza punta curva Destornilladores planos y de estra Navaja Soldador tipo cautn Porta soldador Solda-pull Cepillo 3 Circuitos integrados 7447 Ref. IC1, IC2, IC3 3 Circuitos integrados 74190 Ref. IC4, IC5, IC6 1 Circuito integrado 4093 Ref. IC7 1 Circuito integrado 7408 Ref. IC8 21 Resistencias de 470-1/4W Ref. R1 a R21 14 Resistencias de 4,7K-1/4W Ref. R22 a R34, R37.


1 Resistencia de 10K-1/4W Ref. R35 1 Resistencia de 1K-1/4W Ref. R36 1 Trimmer de 100K Ref. P1 1 Diodo de propsito general 1N4004 Ref. D1 3 Displays nodo comn Ref. DISP1 a DISP3 1 Transistor de propsito general 2N3904 NPN Ref.

Q1. 3 Dip switches de 4 posiciones Ref. DIP1, DIP2,

DIP3. 2 Suiches de codillo SPDT Ref. S1, S2 1 Rel de 12V 1 Fotocelda 3 Conectores blancos en lnea de 6 pines 3 Conectores blancos en lnea de 4 pines 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-09a, KDM-09b,

KDM-09c. 6 Bases para circuito integrado de 16 pines 2 Bases para circuito integrado de 14 pines 1 Chasis metlico KDM-09 1 Conector tipo baffle de dos terminales 1 Bornera negra 2 Borneras rojas 1 Jack monofnico

1 Plug monofnico 6 Tornillos de 1/8 x 1/4 con tuercas 4 Tornillos de 1/8 x 1/2 con tuercas 8 Tornillos golosos de 3mm 10 cm Espagueti plsticos aislante 12 Espadines para circuito impreso 1 Pantalla de acrlico de 30 mm x 75 mm, color

humo. 20 cm Cable ribbon de 40 hilos

Ensamblaje de Capacmetro Digital Dado el diagrama, los componentes y el circuito impreso ensamble un CAPACMETRO DIGITAL. TCNICA DE TRABAJO 1. Ensamble de la tarjeta de visualizacin.

Suelde los puentes de alambre. Suelde las resistencias y los diodos. Fije y suelde los displays. Suelde el condensador C5 acostado.

2. Ensamble de la tarjeta de control. Suelde los puentes, resistencias, diodos, bases,

condensadores, y por ltimo los transistores,


dblelos hacia atrs y sujete sus disipadores con tornillos del circuito impreso.

3. Ubique la llave selectora en el chasis.

4. Ensamble los accesorios de la tapa frontal, el pulsador y la bornera de prueba.

5. Suelde los cables de los terminales de la tarjeta de visualizacin de 10 cm.

6. Fije la tarjeta de visualizacin con tornillos, haciendo coincidir los displays con la ventana del chasis, sujete tambin la lmina de acrlico.

7. Monte el circuito de control sobre la tapa posterior del chasis, suelde los cables de conexin entre los dos circuitos y con los terminales correspondientes.

8. Suelde la bornera, el pulsador y por ltimo la llave selectora.

MATERIALES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS

Estao Pasta para soldar (fundente) Silicona Disolvente (alcohol) Alicate universal Alicate de corte diagonal Alicate pela cable Pinzas punta redonda y punta cuadrada Pinza punta curva Destornilladores planos y de estra Navaja Soldador tipo cautn Porta soldador Solda-pull Cepillo 1 Circuito integrado LM324 Ref. IC1 1 Circuito integrado CD4011 Ref. IC2 1 Circuito integrado LM555 Ref. IC3 1 Regulador 7812 Ref. RG1 1 Regulador 7805 Ref. RG2 1 Resistencia de 100Ohm-1/4W Ref. R1

NOTA: La llave selectora de tres terminales y cuatro posiciones, tiene en su centro los tres puntos comunes para cada juego de contactos y en la periferia tiene los puntos de contacto correspondientes a cada grupo. Esta llave se usa para cambiar la escala de medida y el punto decimal simultneamente.


2 Resistencias de 47KOhm-1/4W Ref. R2,R22 4 Resistencias de 4,7KOhm-1/4W Ref. R3,R4, R14, R18. 1 Resistencia de 56KOhm-1/4W Ref. R5 1 Resistencia de 68KOhm-1/4W Ref. R6 1 Resistencia de 680Ohm-1/4W Ref. R7 4 Resistencias de 10KOhm-1/4W Ref. R8,R9,

R10,R15. 3 Resistencias de 1MOhm-1/4W Ref. R11,R12, R3 3 Resistencias de 100KOhm-1/4W Ref. R16,R17,R19 1 Resistencia de 1KOhm-1/4W Ref. R20 1 Resistencia de 33KOhm-1/4W Ref. R21 1 Condensador electroltico de 2200F/25V Ref. C1 4 Condensador cermico de 0.1F/50V Ref. C2,C5, C6, C14. 2 Condensadores electroltico de 470F/25V Ref. C3,

C4. 2 Condensadores cermico de 0.001F/50V Ref. C7,

C13. 1 Condensador cermico de 0.022F/50V Ref. C8 3 Condensadores cermico de 0.0022F/50V Ref.

C9, C11, C12. 1 Condensador de tantalio de 2.2F/35V Ref. C10

1 Puente rectificador de 1.5A (W06M) Ref. D1 2 Diodo zener de 6.8V/1W Ref. D2,D3 2 Diodos de propsito general 1N4148 Ref. D4,D5 1 Transistor de propsito general 2N3906 Ref. Q1 1 Transistor de propsito general 2N3904 Ref. Q2 1 Trimmer de 500Ohm Ref. P1 1 Trimmer de 5KOhm Ref. P2 1 Trimmer de 50KOhm Ref. P3 1 Trimmer de 500KOhm Ref. P4 1 Trimmer de 100KOhm Ref. P5 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-11a 1 Base para circuito integrado de 8 pines 2 Bases para circuito integrado de 14 pines 15 Espadines para circuito impreso 2 Disipadores TO220 4 Tornillos de 1/4 x 1/8 con sus tuercas 6 Tornillos de 1/2 x 1/8 con sus tuercas 8 Tornillos golosos de 2mm 4 Separadores plsticos 1 Llave selectora 3P4T 1 Perilla para potencimetro 1 Pulsador cuadrado N.A. 1 Bornera tipo baffle


1 Jack monofnico para chasis 1 Chasis metlico Ensamblaje de Cerradura Codificada Dado el diagrama, los componentes y el circuito impreso ensamble una CERRADURA CODIFICADA.

TCNICA DE TRABAJO 1. Suelde los puentes. 2. Suelde resistencias, diodos, condensadores,

transistores y bases.

3. Doble los terminales del regulador colocando el rea de disipacin contra el circuito impreso y suldelo.

4. Suelde el relevo, los conectores J1 y J2, los sockets en lnea J3, J4 y J5 y por ltimo los espadines.

5. Coloque y suelde con cuidado el conector AC/DC para alimentacin J1, siguiendo la orientacin del circuito impreso.

6. Fije la clave deseada, usando los sockets de programacin (J3, J4 y J5) y puentes de alambre cubiertos, para evitar cortos. Los terminales de todas las teclas que no se emplean para fijar la clave, se llevan al socket de reposicin J5.

7. Inserte el teclado decimal en el conector J2 y suelde el pulsador de reposicin (RST) Reset.

Socket: Enchufe hembra, base o scalo para conectar puentes de alambre.

MATERIALES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS Estao Pasta para soldar (fundente) Silicona Disolvente (alcohol) Alicate universal Alicate de corte diagonal Alicate pela cable Pinzas punta redonda y punta cuadrada Pinza punta curva Destornilladores planos y de estra Navaja Soldador tipo cautn Porta soldador Solda-pull Cepillo


1 Circuito integrado CD4043 Ref. IC1 1 Circuito integrado CD4081 Ref. IC2 1 Circuito integrado CD4017 Ref. IC3 1 Regulador fijo de 12V, 7812 Ref. RG1 6 Resistencias de 1K-1/4W Ref. R1, R2, R3, R4,

R5, R7.

1 Resistencia de 470-1/4W Ref. R6 1 Resistencia de 2.7K-1/4W Ref. R8 1 Resistencia de 100K-1/4W Ref. R9 3 Resistencias de 4.7K-1/4W Ref. R10, R12, R13. 1 Resistencia de 27K-1/4W Ref. R11 1 Condensador electroltico de 100F/25V Ref. C1 1 Condensador de tantalio de 2.2F/35V Ref. C2 2 Condensadores cermicos de 0.1F/50V Ref. C3,

C5. 1 Condensador electroltico 10F/16V Ref. C4 2 Diodos rectificadores 1N4004 Ref. D1, D2 1 Diodo led de 5mm, rojo Ref. D3 1 Diodo led de 5mm, verde Ref. D4 1 Diodo led de 5mm, amarillo Ref. D5 2 Transistores de propsito general 2N3904 Ref. Q1,

Q2. 1 Rel de 12V-10A Ref. RL1

1 Conector AC/DC Ref. J1 1 Conector en lnea de 14 pines, macho Ref. J2 1 Socket en lnea de 12 pines Ref. J3 1 Socket en lnea de 4 pines Ref. J4 1 Socket en lnea de 8 pines Ref. J5 1 Teclado decimal 2 Bases para circuito integrado de 16 pines 1 Base para circuito integrado de 14 pines 5 Espadines para circuito impreso 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-13

Ensamblaje de un Frecuencmetro Digital Dado el diagrama, los componentes y el circuito impreso ensamble un FRECUENCMETRO DIGITAL. TCNICA DE TRABAJO 1. Suelde todos los puentes de alambre. 2. Suelde en orden los siguientes componentes:

resistencias, diodos, transistores, bases para circuito integrado, condensadores, borneras y trimmer multivuelta.

3. Monte y suelde los displays, orintelos adecuadamente.


4. Limpie el circuito impreso con disolvente. Djelo secar.

5. Coloque sobre sus bases todos los circuitos integrados atendiendo a su correcta orientacin.

6. Construya las puntas de prueba del frecuencmetro soldando los dos caimanes del extremo del cable duplex.

7. Conecte las puntas de prueba en la bornera de entrada correspondiente, atendiendo a la polaridad y a los colores de los cables, positivo-rojo y negativo-negro.

MATERIALES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS E INSTRUMENTOS Estao Pasta para soldar (fundente) Silicona Disolvente (alcohol) Alicate universal Alicate de corte diagonal Alicate pela cable Pinzas punta redonda y punta cuadrada Pinza punta curva

Destornilladores planos y de estra Navaja Soldador tipo cautn Porta soldador Solda-pull Cepillo 1 Circuito integrado optoaislador 4N25 Ref. IC1 1 Circuito integrado 555 Ref. IC2 1 Circuito integrado 4553 Ref. IC3 1 Circuito integrado 4543 Ref. IC4 2 Resistencias de 10K-1/4W Ref. R1, R8 1 Resistencia de 100 K-1/4W Ref. R2 6 Resistencias de 1K-1/4W Ref. R3, R4, R7, R10,

R11, R12. 1 Resistencia de 30K-1/4W Ref. R5 1 Resistencia de 33K-1/4W Ref. R6 1 Resistencia de 5.6K-1/4W Ref. R9 7 Resistencias de 330-1/4W Ref. R13 a R19 1 Resistencia de 390-1/4W Ref. R20 1 Trimmer multivueltas de 100K Ref. P1 2 Diodos rpidos 1N4148 Ref. D1, D2 4 Transistores de propsito general 2N3906 Ref. Q1,

Q3, Q4, Q5.


1 Transistor de propsito general 2N3904 Ref. Q2 2 Condensadores cermicos de 0.01F/50V Ref. C1,

C3. 1 Condensador de tantalio de 1F/35V Ref. C2 1 Condensador cermico de 0.1F/50V Ref. C4 1 Condensador cermico de 0.001F/50V Ref. C5 4 Displays nodo comn Ref. DISP1 a DISP4 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-19 2 Conectores de tornillo, de dos pines 2 Caimanes pequeos, rojo y negro 2 Bases para circuito integrado de 16 pines 2 Bases para circuito integrado de 8 pines 1m Cable duplex N 24, rojo y negro


GLOSARIO

0: Son circuitos electrnicos con dos niveles diferentes de voltaje. En lgica positiva, el mayor nivel de voltaje se designa representativo del estado lgico 1. El otro estado se designa con 0.

1: Indica uno de los dos posibles estados lgicos. Para relacionar estos estados.

Apagado (OFF): El estado no conductor de un elemento conmutador, generalmente un transistor.

Biestable: La propiedad de tener dos estados estables. En consecuencia un circuito biestable a menudo se llama indefinidamente un biestable.

Encendido (ON): El estado conductor de un elemento conmutador.

Flotacin: Un potencial no fijo.

Inversor digital: Circuito que invierte seales digitales, convirtiendo 0 en 1 y viceversa.

Onda Cuadrada: Onda de corriente alterna (CA) que alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por

los valores intermedios (lo contrario de lo que sucede con la onda senoidal y triangular, etc.).

Onda triangular: Onda de corriente alterna (CA) en la que la variacin de la amplitud en funcin del tiempo puede ser descrita mediante segmentos rectos, crendose la imagen de un tringulo de base horizontal.

Rampa: Una forma de onda en la cual la variable, ya sea voltaje o corriente, se incrementa o decrece linealmente con el tiempo.

RMS: Valor eficaz que un instrumento debera medir para una onda seno. Es calculado a partir de una onda rectificada. Si se miden seales que no son senoidales, el valor es errneo.

Seal: Usado indefinidamente para significar la forma de onda, tanto de corriente como de voltaje, proporcionada por una fuente.

Tensin RMS: Valor de tensin en corriente continua que producir la misma potencia disipada en una resistencia.


Tierra: Comprende a toda la ligazn metlica directa, sin fusibles ni proteccin alguna, de seccin suficiente entre determinados elementos o partes de una instalacin y un electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo, con el objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones no existan diferencias potenciales peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra de las corrientes de falla o la de descargas de origen atmosfrico.

Tierra: La terminal a la cual generalmente se refiere los potenciales. En la prctica, el chasis de metal sobre el cual se construye una unidad electrnica.

TTL: Lgica transistor.


REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

Gil, A., Remiro, F. & Cuesta, L. (1997). Electrnica Digital y Microprogramable. Editorial Mc Graw-Hill. Madrid-Espaa.

Gonzlez, G.F. & Hernndez M., J. (1999). Curso Prctico de Electrnica Digital y Circuitos Integrados, fascculos N 7 y 8. Editorial CEKIT. Pereira-Colombia.

Morris, R. & Millar, J. (1978). Diseo con Circuitos Integrados TTL. Compaa Editorial Continental, S.A. Mxico DF-Mxico.

Rodrguez, A. & otros. (1991). Prcticas de Electrnica. Editorial Mc Graw-Hill. Madrid-Espaa.

Rodrguez, L. (1999). Electrnica Digital Moderna Tomos 1, 2 y 3. Editorial CEKIT. Pereira-Colombia.

Tokheim, R. (1991). Principios Digitales. (2 ed.). Editorial Mc Graw-Hill. Madrid-Espaa.

Aprenda Fcil Electrnica Digital. Fascculos Nmeros 7 y 8. Ediciones Culturales Ver. Bogot-Colombia.

http://html.rincmdelvago.com/circuitos-electricos-y-electronicos.html.com

http://www.simbologia-electrica.com/

http://www.infet.org//lecciones/teoriaatomica/defaulthtml.com

http://www.fiscanet.comar/fisica/f3oup01/ap/f3_20c_magnetismo-php

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