FASE 3 Implementación Física del circuito semáforo

CIRCUITO 74190 TTL

Este circuito integrado 74190 o subfamilia (74LS190, 74F190, 74S190, 74HCT190,..) es un contador decimal que aventaja al 7490 en que tiene como característica que puede hacer el conteo de manera ascendente o descendente.

Ademas podemos precargar un valor para que empiece a contar. El conteo es síncrono y la carga asíncrona. Puede llegar a funcionar hasta un máximo de 35 MHZ.

Para contajes binarios hay que recurrir al 74191.

La alimentación es la típica de los TTL, pin 8 GND y pin 16 +5V.

En la siguiente tabla de la verdad del contador 74190 se puede ver todos los modos posibles de operación. Hay que destacar que los contajes van de cero a nueve o viceversa.

La descripción de los pins:

·         CLK Entrada de reloj.

·         DOWN/UP Entrada de contaje descendente o ascendente.

·         LOAD Entrada de carga paralela asíncrona.

·         P0 – P3 Entrada de datos paralela.

·         Q0 – Q3 Salida de los flip-flops.

·         CE Selección de chip.

·         MAX Salida máximo / mínimo.

·         RCO Salida ripple clock.

Flip-Flop J-K

El "flip-flop" J-K, es el más versátil de los flip-flops básicos. Tiene el carácter de seguimiento de entrada del flip-flop D sincronizado, pero tiene dos entradas, denominadas tradicionalmente J y K. Si J y K son diferentes, la salida Q toma el valor de J durante la subida del siguiente pulso de sincronismo.

Si J y K son ambos low (bajo), entonces no se produce cambio alguno. Si J y K son ambos high (alto), entonces en la siguiente subida de clock la salida cambiará de estado. Puede realizar las funciones del flip-flop set/reset y tiene la ventaja de que no hay estados ambiguos. Puede actuar tambien como un flip-flop T para conseguir la acción de permutación en la salida, si se conectan entre sí las entradas J y K. Esta aplicación de permutar el estado, encuentra un uso extensivo en los contadores binarios.

Funcionamiento de circuito

Etapa 1

El circuito inicia con la conexión de los contadores 74190 de la siguiente manera:

• Los pines 9, 10, 1 y 15 a entradas lógicas, ya que estos se encargaran de pre grabar el dato de inicio de conteo.
• Los pines 3, 2, 6 y 7 son las salidas del integrado que van conectados a un display.
• El pin 14, corresponde a entrada del Clock, pero esta conexión solo se usa en primer contador, ya que el segundo utiliza la salida RCO pin 13 de primer contador.
• El pin 4 en ambos contadores es conectado a tierra.
• Los pines 5 de ambos contadores son conectados a positivos, ya que aquí se controla si el conteo será de forma ascendente o descendente. En nuestro circuito colocamos positivo descendente.
• El pin 11 PL carga en número designado para que el contador inicie el conteo de forma descendente. En la primera etapa este es de forma manual, gracias a un pulsador, que activa dicha entrada en flanco de bajada.

Etapa 2

En esta etapa logramos precargar el número de inicio de conteo descendente con la ayuda de compuertas lógicas que ingresan una señal en pin 11 Pl de los contadores, haciendo que esta señal sea automática.

Las compuertas lógicas son ubicadas estratégicamente, para lograr emitir un pulso en flanco de bajada.

El dato obtenido es tomado del primer y último dato binario de las salidas de los contadores, según nuestra tabla de verdad, con esto nos aseguramos que el valor del contador es el mínimo. Por ello, el número de inicio de conteo de carga nuevamente.

Etapa 3

En esta etapa insertamos compuertas lógicas (AND, OR y NOT) y un Flip Flop JK. Con el propósito de controlar los led de salida.

Para encender el led amarillo, los datos binarios son obtenidos de las salidas de los contadores. En el contador de decenas conectados al primer y segundo dato binario, indicando el valor mínimo según nuestra tabla de verdad. En el contador de unidades es necesario obtener la señal cuando en número sea menor a 4. Es por ello que, obtenemos nuestra señal cuando los datos binarios de la salida del contador sean cero, cero en el tercer y cuarto dato según nuestra tabla de verdad.

El encendido de los leds verde y rojo, se utiliza un flip flop Jk, el cual alterna una señal en sus pines 12 y 13. Las entradas J y K están sin conexión alguna, sin embargo  estos toman el valor de alta. El clock  recibe señales en alta y en baja, gracias a las salidas de los contadores en los pines 12 (TC) conectados a una compuerta and.

Simulación y explicación del circuito semáforo paso a paso

Etapa 1

Etapa 2

Etapa 3

Implementacíon del circuito

Observaciones

• Para la simulación se utilizó un clock, que emite una señal cuadrada de manera continua.
• Los pines de entrada J y K del Flip Flop, no se encuentran conectadas, asumiendo el valor de alta.
• El semáforo incurre en el defecto de permanecer dos led prendidos al mismo tiempo.
• Se puede obtener señales gracias al análisis de tablas de verdad en distintos tramos del circuito.
• Los integrados utilizados necesitan de una alimentación y una tierra.

Conclusiones

• Simulamos en circuito por etapas, para un mejor entendimiento.
• Analizamos el uso de las compuertas, para el precargado del número y encendido de los leds de salida.
• Los contadores son configurados para contar de forma descendente.
• Los números precargados son controlados gracias a las entradas lógicas el los pines 3, 2, 6 y 7.
• Los contadores trabajan de manera asíncrona, dado que no comparten el mismo pulso del reloj.
• Obtuvimos señales de las salidas de datos binarios de los contadores, gracias al análisis de las tablas de verdad.
•  Se utilizó el Flip Flop JK, para alternar señales en sus salidas 12 y 13, los cuales encendían los leds verde y rojo.
• Si la entradas J y K del Flip Flop JK, son ambos high (alto), entonces en la siguiente subida de clock la salida cambiará de estado.

Integrantes

•      Paricahua Cruz, Maycol Reinildo
•      Mendiola Espinoza, Gilmar José
•      Andía Jimenez, Jean Carlo