Transcript
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS UNIVERSIDAD DEL PERÚ, DECANA DE AMÉRICA.
FACULTAD DE ING. ELECTRÓNICA Y ELÉCTRICA
PROYECTO CRONOMETRO
CURSO
:
LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES II
PROFESOR
:
RAFAEL BUSTAMANTE
HORARIO
:
VIERNES 2:30 - 7 PM
NOMBRE
:
CHÁVEZ GARCÍA RAÚL JORGE
09190151
CESAR TOCAS VILCA
05190008
1.- OBJETIVOS Diseñar y conocer el funcionamiento de un cronometro digital con memoria para almacenar datos.
2.- MATERIALES
- 74LS90 - 74LS47 - 74LS04 - 74LS08 - 74LS194 - SRAM6116 - NE555 - CAPACITORES Y ELECTROLITICO - RESISTENCIAS - PULSADOR - SWITCH - DISPLAY - TRIMER - LED - DIODO
3. - DEFINICION Un cronómetro es un reloj de precisión que se emplea para medir fracciones de tiempo muy pequeñas. A diferencia de los relojes convencionales que se utilizan para medir los minutos y las horas que rigen el tiempo cotidiano, los cronómetros suelen usarse en competencias deportivas y en la industria para tener un registro de fracciones temporales más breves, como milésimas de segundo.
Por lo general, el cronómetro empieza a funcionar cuando el usuario pulsa un botón. El mecanismo, de esta manera, comienza a contar desde cero. Cuando dicho botón vuelve a ser pulsado, el cronómetro se detiene, mostrando con exactitud el tiempo transcurrido. La mayoría de los cronómetros permiten medir diversos periodos temporales con idéntico comienzo pero diversos finales. Esto permite registrar tiempos sucesivos, mientras el primer tiempo medido se sigue registrando en un segundo plano. Los cronómetros más avanzados se activan y se detienen con algún mecanismo automático, sin que una persona deba pulsar un botón. Distintos tipos de sensores permiten iniciar y finalizar la toma del tiempo con una exactitud imposible de conseguir si se registrara de manera manual. Un ejemplo de cronómetro de gran precisión que funciona con sensores es el que se utiliza en las pruebas de atletismo. Por lo general, el cronómetro empieza a funcionar cuando el usuario pulsa un botón. El mecanismo, de esta manera, comienza a contar desde cero. Cuando dicho botón vuelve a ser pulsado, el cronómetro se detiene, mostrando con exactitud el tiempo transcurrido. La mayoría de los cronómetros permiten medir diversos periodos temporales con idéntico comienzo pero diversos finales. Esto permite registrar tiempos sucesivos, mientras el primer tiempo medido se sigue registrando en un segundo plano. Los cronómetros más avanzados se activan y se detienen con algún mecanismo automático, sin que una persona deba pulsar un botón. Distintos tipos de sensores permiten iniciar y finalizar la toma del tiempo con una exactitud imposible de conseguir si se registrara de manera manual. Un ejemplo de cronómetro de gran precisión que funciona con sensores es el que se utiliza en las pruebas de atletismo.
4.- DIAGRAMA DE BLOQUES DE UN CRONOMETRO
5.- DISEÑO Crear un cronometro digital que cuente de 0 milisegundos hasta 99 minutos, en el cual se implementara algunas memorias para poder almacenar los datos en un debido instante. El cronometro podrá almacenar varios datos, también se podrá detener el tiempo y volver la cuenta a cero.
IMPLEMENTACIONJ DE TIMER Usaremos un timer 555 de manera astable para poder obtener los pulsos con un determinado periodo el cual se le regulara para mayor precisión.
Multivibrador Astable
Este tipo de funcionamiento se caracteriza por una salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador del circuito. El esquema de conexión es el que se muestra. La señal de salida tiene un nivel alto por un tiempo t1 y un nivel bajo por un tiempo t2. La duración de estos tiempos depende de los valores de R1, R2 y C, según las fórmulas siguientes:
[segundos]
[segundos]
La frecuencia con que la señal de salida oscila está dada por la fórmula:
el período es simplemente:
En el cual ponemos los valores adecuados para obtener los pulsos con una frecuencia de 10Hz para la entrada del clock del milisegundo llegando el conteo a 10 y pasando al segundo con una frecuencia de 1Hz.
IMPLEMENTACIÓN DEL 74LS90 Con el contador 7490 obtendremos una cuenta del cero al 9 el cual cuando llegue a ese valor envíe un pulso el siguiente contador para que también comience el conteo y él en otro contador que sea necesario haremos la configuración para que llegue a un conteo de 5 y después pase un pulso al contador siguiente, y así de manera sucesiva los pulsos de transmiten de contador en contador.
7490 Contador de décadas.
Funcionamiento: Cuando las entradas de puesta a nueve R91 y R92 están a nivel alto a la vez en las salidas aparece el número 9 en BCD. Si una de estas entradas está a nivel bajo y las entradas R01 y R02 están a nivel lógico alto las salidas están a nivel bajo. Cuando una de las entradas de puesta a nueve R91 y R92 y otra de las entradas R01 y R02 están a nivel lógico bajo se produce la cuenta. Tabla de verdad de las entradas de reset: ENTRADAS DE RESET
SALIDAS
R01
R02
R91
R92
1 1 X X 0 0 X
1 1 X 0 X X 0
0 X 1 X 0 X 0
X 0 1 0 X 0 X
QD QC QB QA 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 0 1 CUENTA CUENTA CUENTA CUENTA
La cuenta puede realizarse de dos modos diferentes: La salida QA está conectada a la entrada introducen por la entrada
para cuenta en BCD. Los pulsos de cuenta se
, actuando en los flancos de bajada de éstos pulsos.
CUENTA 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
SALIDAS QD
QC
QB
QA
0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
En la figura podemos ver como ha sido configurado los contadores para ir transmitiendo los pulsos ha su debido conteo.
IMPLEMENTACION DE 74LS47 Con el decodificador 74ls47 podemos cambiar los datos de BCD a un display para poder observarlo como numero natural de conteo del 0 al 9.
IMPLEMENTACION DEL 74LS194 Este registro tiene 10 entradas y 4 salidas; estas ultimas están conectadas a la salidas normales (Q) de cada flip flop en el circuito integrado.
Registro de desplazamiento TTL 74194
Observar que las 4 entradas del registro 74194 (A, B, C, D) son las entradas de carga en paralelo las 2 entradas siguientes introducen los datos en el registro en forma serie (o sea, cada vez un bit), estas son: entrada serie de desplazamiento a la derecha (DCR). esta introduce los bits por la posición A (QA) (es decir, el visualizador A ) de esta forma el registro se ha desplazado hacia la derecha. La entrada serie de desplazamiento a la izquierda (DCL) introduce los bits por la posición D (QD) (es decir visualizador D) y así el registro se desplaza hacia la izquierda Las entradas del reloj (CLK) dispara los 4 flip-flops durante las transición L a H (bajo a alto) del pulso de reloj. Cuando la entrada de borrado (CLR) la activamos con un nivel BAJO automáticamente ponemos todos los flip-flops a cero. Los controles de modo a través de una red de puertas le indican al registro que desplace a la izquierda, a la derecha, que cargue en paralelo, o no haga nada (mantenimiento). Como todos los CI’s TTL el 74194 tiene sus conexiones de alimentación +5V y GND, pero habitualmente esta no se indican en el símbolo lógico. Los modos de operación del registro de desplazamiento son: reset, mantenimiento, desplazamiento a la izquierda, desplazamiento a la derecha, y carga en paralelo. En los registros de desplazamiento la forma de identificar las entradas y las salidas varían de un fabricante a otro.
En
la siguiente figura podemos observar como ha sido configurado el 74ls194. La
configuración realizada sirve para hacer que se vaya desplazando el valor de la salida al ir presionada el pulsador, ya que cada vez que presionamos se va desplazando los datos de la salida hacia la derecha (la dirección lo podemos controlar mediante el S0 y S1) y al cambiar S 0 y S1 hacemos que las salidas regresen al estado anterior también mediante que presionamos el pulsador de manera sucesiva. Esto nos sirve para cambiar las entradas de las direcciones de las memorias, para que puedan almacenar varios datos mediante que presionamos el pulsador y se vayan modificando las direcciones de entrada.
IMPLEMENTACION DE SRAM 6116
Utilizamos la memoria 6116 para poder almacenar los datos que nos muestra el cronometro y guardando los valores en cada dirección de entrada diferente, el cual lo va a hacer variar el 74ls194 con diferentes valores para las entradas de direcciones de las memorias. Los valores de entrada van cambiando mediante cada vez que presionamos el pulsador y también al mismo tiempo lo que hacemos es habilitar y deshabilitar el 6116 para que cuando este configurado en escribir, se habilita la memoria y se almacenan los datos en cada dirección diferente. En la siguiente figura podemos observar la configuración adecuada que hemos explicado anteriormente
IMPLEMENTACION DEL CRONOMETRO CON MEMORIA En la siguiente figura podemos observar ya todo implementado, con el funcionamiento de todos los componentes utilizados.
5.- OBSERVACIONES Deshabilitar los integrados 74ls90 para poder ver los datos guardados en la memoria mediante los displays, cuando las memorias se encuentren en estado de lectura.
6.- CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Es muy importante revisar previamente los datasheet de los integrados a utilizar. La calibración del potenciómetro en el astable es primordial para obtener un margen de error pequeño.
