UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPETema: Contadores DigitalesNombre: Pogo Moreta Ra AlexanderNivel: Tercero A ElectrnicaFecha: 19/12/2013

Abstract:

Los sistemas digitales son muy utilizados y variados para diferentes tipos de aplicaciones las cuales en su mayora son aplicadas en la industria y en mayor parte de los equipos electrnicos.Es por esto que es necesario saber a grandes rasgos las aplicaciones, y como funcionan los diferentes tipos de sistemas digitales, as se puede desarrollar la capacidad de aplicar y de poder trabajar con ellos sin ningn tipo de dificultad.Es por esto que a continuacin se muestran los diferentes tipos de contadores digitales su diseo y configuracin.

Desarrollo:

Contador digital:Es todo circuito o dispositivo que genera una serie de combinaciones a sus salidas sincronizadas por una seal de reloj externa.

Clasificaciones:Segn el comportamiento con la seal de reloj: Contador asincrnico.

Formado en principio por Flip-Flops y lgica combinatoria adicional.Se llaman as ya que la seal externa de reloj en general se conecta a la entrada de un solo Flip-flop y se propaga luego internamente.La ventaja es su sencillez. Su principal desventaja es su limitada velocidad de respuesta que depende fuertemente de la cantidad de bits que maneje.

Contador sincrnico.

Formado en principio por Flip-Flops y lgica combinatoria adicional.Se llaman as ya que la seal externa de reloj en general se conecta a las entradas de reloj de todos los Flip-flop simultneamente. La ventaja es su mayor velocidad de respuesta respecto al asincrnico.Su relativa desventaja es su mayor complejidad circuital y consumo de energa.En diseo lgico, salvo algunas excepciones, se utilizan los contadores sincrnicos ya que esto permite adems de la velocidad un mejor control en la propagacin de retardos a otros dispositivos.

Segn el formato de salida del conteo:

Binario.

Un contador binario se puede construir con flip-flops J-K tomando la salida de una celda como la entrada de clock del siguiente. Las entradas J y K de cada flip-flop se conectan a 1 (alta), para producir una conmutacin con cada ciclo del clock de entrada. Por cada dos conmutaciones de la primera celda, se produce una conmutacin en la segunda celda, y as sucesivamente hasta la cuarta celda. Esto produce un nmero binario igual al nmero de ciclos de la seal de clock en la entrada. Este dispositivo se denomina a veces contador de "propagacin". El mismo dispositivo es til como divisor de frecuencia.

BCD (Decimal Codificado en Binario)

Un contador de dcadas BCD, dispone de una secuencia binaria que no es completa. Va desde 0000 hasta 1001. Cuando llega a 1001 en lugar de pasar al siguiente estado 1010, inicia un nuevo ciclo a partir de 0000.

Arbitrario.

Un contador arbitrario realiza una cuenta con algn patrn establecido, en vez de Siempre ascendente/descendente.

Por ejemplo: 0, 2, 4, 6, 3, 0, 2, 4,6

Segn sentido de conteo: Conteo ascendente o progresivo. Conteo descendente o regresivo.

Otros tipos de contadores: Contador en Anillo.

El contador en anillo es un registro de desplazamiento que tiene su salida conectada a la entrada. Normalmente se implementa con flip-flops con entradas de PRESET y CLEAR, conectados en cascada y disparados de forma sncrona. Por lo tanto, un contador en anillo es un contador sncrono.

Contadores Jonson.

El contador en anillo es elegantemente simple, pero utiliza los flip-flops antieconmicamente - recurdese que con n biestables es posible codificar hasta 2n estados -. El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variacin del contador en anillo que duplica el nmero de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la decodificacin del estado.

Contadores en circuitos integrados:Son circuitos integrados donde vienen incluidos los flip-flops conectados segn el tipo de contador y las puertas. Estos contadores se pueden llamar de propsito general.

EL 7490 Contador de dcadas.

Pines:La relacin de pines de este integrado es la siguiente:,:Pines de entrada de reloj. Entradas con inversin.R01, R02: entradas de puesta a 0 de las salidas. Entradas sin inversin.R91, R92: entradas de puesta a 9 de las salidas. Entradas sin inversin.QA, QB, QC y QD: Pines de salida. Salidas sin inversin.

Funcionamiento:

Cuando las entradas de puesta a nueve R91 y R92 estn a nivel alto a la vez en las salidas aparece el nmero 9 en BCD. Si una de estas entradas est a nivel bajo y las entradas R01 y R02 estn a nivel lgico alto las salidas estn a nivel bajo. Cuando una de las entradas de puesta a nueve R91 y R92 y otra de las entradas R01 y R02 estn a nivel lgico bajo se produce la cuenta. Tabla de verdad de las entradas de Reset:ENTRADAS DE RESETSALIDAS

R01R02R91R92QDQCQBQA

110X0000

11X00000

XX111001

X0X0CUENTA

0X0XCUENTA

0XX0CUENTA

X00XCUENTA

La cuenta puede realizarse de dos modos diferentes:

- La salida QA est conectada a la entrada para cuenta en BCD. Los pulsos de cuenta se introducen por la entrada reloj A, actuando en los flancos de bajada de stos pulsos.

CUENTASALIDAS

QDQCQBQA

00000

10001

20010

30011

40100

50101

60110

70111

81000

91001

Conectamos R02 y R92 a nivel alto para que la puesta a 9 y a 0 la realicen R91 y R01

EL 7492Contador divisor por doce.Pines:La relacin de pines de este integrado es la siguiente:,: Pines de entrada de reloj. Entradas con inversin.R01, R02: entradas de puesta a 0 de las salidas. Entradas sin inversin.QA, QB, QC y QD: Pines de salida. Salidas sin inversin.Funcionamiento:Cuando las entradas de puesta a cer0 R01 y R02 estn a nivel alto a la vez en las salidas aparece el nmero 0 en BCD (todas las salidas a nivel bajo). Si una de estas entradas est a nivel bajo se produce la cuenta. Tabla de verdad de las entradas de reset:ENTRADAS DE RESETSALIDAS

R01R02QDQCQBQA

110000

0XCUENTA

X0CUENTA

La salida QA est conectada a la entrada para cuenta en BCD. Los pulsos de cuenta se introducen por la entrada , actuando en los flancos de bajada de stos pulsos.CUENTASALIDAS

QDQCQBQA

00000

10001

20010

30011

40100

50101

61010

71011

81000

91001

101110

111111

EL 7493 Contador binario de 4 bits

Pines:La relacin de pines de este integrado es la siguiente:,: Pines de entrada de reloj. Entradas con inversin.R01, R02: entradas de puesta a 0 de las salidas. Entradas sin inversin.QA, QB, QC y QD: Pines de salida. Salidas sin inversin.

Funcionamiento:

Cuando las entradas de puesta a cer0 R01 y R02 estn a nivel alto a la vez en las salidas aparece el nmero 0 en BCD (todas las salidas a nivel bajo). Si una de estas entradas est a nivel bajo se produce la cuenta. Tabla de verdad de las entradas de reset:

ENTRADAS DE RESETSALIDAS

R01R02QDQCQBQA

110000

0XCUENTA

X0CUENTA

La salida QA est conectada a la entradapara realizar la cuenta. Los pulsos de cuenta se introducen por la entrada, actuando en los flancos de bajada de stos pulsos.

CUENTASALIDAS

QDQCQBQA

00000

10001

20010

30011

40100

50101

60110

70111

81000

91001

101010

111011

121100

131101

141110

151111

El CD4029:

Es un contador sincrnico "Up-Down", Contador Progresivo/Regresivo, Preajustable, Binario/Dcada.

Es un contador de 4 bits que opera como dcada (0000 a 1001), tanto en el sentido creciente como decreciente.

Adems de la entrada normal de clock (informacin de tipo serie) posee 4 entradas disponibles para informacin paralela. Esas entradas permiten que el contador sea cargado con un determinado dato (nmero binario) e inicie a partir de all la cuenta.

El CI 74192:Es un contador reversible BCD sncrono TTL, es decir, mdulo-10. Tiene doble entrada de reloj, una para cuenta ascendente y una para cuenta descendente que conmutan en la transicin del nivel BAJO al nivel ALTO del pulso.

La entrada de borrado sncrono se activa en nivel ALTO colocando las salidas en nivel BAJO (0000) y se inicializa en cualquier nmero que se cargue en las entradas de datos en forma binaria y se transfieren asncronamente a la salida BCD (A=QA, B=QB, C=QC, D=QD). La salida de arrastre se utiliza para conectar en cascada serie varios contadores.

CONTADOR BINARIO TTL 7493.El contador 7493 utilizan 4 flip-flops JK en modo de conmutacin, con entradas de reloj P0 y P1 en donde P1 es la entrada de reloj del segundo flip-flop por lo que para formar un contador de 4 bits mod-16 hay que conectar la salida del primer flip-flop de manera externa (puente) con la entrada P1, quedando P0 como la entrada de reloj del contador.Tambin tiene dos entradas de reset (MR1 y MR2) las cuales no se deben dejar desconectadas (flotando) porque, como estas se activan en ALTA, al estar flotando toman un nivel ALTO lo que mantendra en reset al contador.

CONTADOR CMOS 74HC393El CI 74HC393 es un doble contador binario de 4 bits. Esta construido a base del flip-flop T. Las entradas de reloj (1P y 2P) son activadas por flanco posterior, o sea, en la transicin de ALTO a BAJO del pulso de reloj.

Las entradas de reset (1MR y 2 MR) del maestro en el contador se activan en nivel ALTO, las salidas se etiquetan desde Q0 a Q3, siendo Q0 el LSB y, Q3 el MSB del nmero binario de 4 bits. Requiere una fuente de alimentacin de 5V DC y viene en un CI DIP de14 patillas.

CONTADOR CMOS CI 74HC393El CI 74HC393 es un doble contador binario de 4 bits. Esta construido a base del flip-flop T. Las entradas de reloj (1P y 2P) son activadas por flanco posterior, o sea, en la transicin de ALTO a BAJO del pulso de reloj. Las entradas de reset (1MR y 2 MR) del maestro en el contador se activan en nivel ALTO, las salidas se etiquetan desde Q0 a Q3, siendo Q0 el LSB y, Q3 el MSB del nmero binario de 4 bits. Requiere una fuente de alimentacin de 5V DC y viene en un CI DIP de14 patillas.

CONTADOR CMOS CI 74HC193El CI 74HC193 es un contador reversible sncrono de 4 bits preinicializable como lo muestra la hoja de datos.

Tiene 2 entradas de reloj (CPU y CPD), que se activan en la transicin del nivel BAJO al ALTO del pulso de reloj, la entrada CPU es para la cuenta ascendente (UP) y la entrada CPD es para la cuenta descendente (D), por lo que dependiendo si el contador que se necesite se conecta al nivel alto o +5V. Los modos de operacin del contador CMOS 74HC193 se muestran en la tabla de verdad 5. El modo de reset borra asncronamente las salidas (Q0 a Q3) al binario 0000 activndose en ALTO el cual puede ser un pulso de corta duracin. Las entradas de carga de datos en paralelo (D0 a D3) se utilizan para programar un nmero en binario desde donde se quiere que empiece a contar de nuevo al activar la entrada de carga en paralelo (P)) con un nivel BAJO y los datos son transferidos asncronamente a las salidas (Q0 a Q3). Las salidas de arrastre T5 y T generan un pulso negativo, para la conexin en cascada de contadores, ya sea en forma ascendente o en forma descendente la cuenta de estos. El contador 74HC193 viene en un DIP de 16 patillas y opera con una tensin de alimentacin de +5V DC.

Anexos:

CI 7490

CI 74192

Conclusiones: Con el desarrollo de este trabajo se trat de explicar lo ms simplemente posible los tipos de contadores digitales y su funcionamiento. Mediante este trabajo se pudo conocer los diferentes tipos de contadores que estn ya diseados en circuitos integrados, y as disminuir el uso de compuertas lgicas que se utilizan en el diseo de contadores digitales.

Bibliografa:

Tocci. R, Widmer. N, Sistemas Digitales. Ed. Prentice Hall. Morris. M, Diseo Digital. 3ra edicin Ed. Prentice Hall. Introduccin a los Sistemas Lgicos y Digitales [online],Disponible en: http://www.ing.unlp.edu.ar/islyd/Tema%205%20Contadores%202009.pdf Circuitos contadores [online],Disponible en: http://carpex.usal.es/~visusal/rodrigo/documentos/computadores1/sesiones/10-contadores2.pdf