contador binario

Secretaría de Educación PúblicaTECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO

INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIORDE TEPEXI DE RODRÍGUEZ

DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA

INGENIERÍA MECÁNICA

SISTEMAS ELECTRÓNICOS

Reporte de Práctica:CONTADOR BINARIO

Nombres de los alumnos:HABACUC RUIZ RUIZ

Nombres del DocenteING. PEDRO CRUZ ORTEGA

Tepexi de Rodríguez, Pue. 28 Julio de 2016

Instituto Tecnológico Superior de Tepexi de RodríguezOrganismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de Puebla

Academia de Ingeniería Mecánica

Contenido

ContenidoContenido..............................................................................................................................................1

Índice de ilustraciones.........................................................................................................................2

Introducción...........................................................................................................................................4

Objetivo..................................................................................................................................................5

Antecedentes........................................................................................................................................6

Desarrollo..............................................................................................................................................7

Parte Teórica.................................................................................................................................7

Parte Práctica................................................................................................................................7

Resultados.............................................................................................................................................7

Conclusiones (Interpretación de resultados)....................................................................................8

Fuentes de información.......................................................................................................................9

Anexos.................................................................................................................................................10

Página 1



Índice de ilustraciones

Ilustración 1 contador asíncrono.............................................................................................................7Ilustración 2 tabla de verdad de un contador asíncrono.........................................................................8Ilustración 3 Montaje en el Protoboar y Arduino..................................................................................10Ilustración 4 Circuito Eléctrico...............................................................................................................11Ilustración 5 montado en físico.............................................................................................................16Ilustración 6 puesta en marcha.............................................................................................................17

Página 2



CARRERA PLAN DE ESTUDIO

CLAVE DE ASIGNATURA

NOMBRE DE LA ASIGNATURA UNIDAD

INGENIERÍA

MECÁNICAIMEC_2010 MED_1030 SISTEMAS

ELECTRÓNICOS 4

PRACTICA No.

LABORATORIO DE NOMBRE DE LA PRACTICA DURACIÓN

(HORAS)

1 ING. MECÁNICA CONTADOR BINARIO 2

Página 3



IntroducciónSabemos que por definición un contador binario es un circuito en el que sus salidas

siguen una secuencia fija que cuando acaba vuelve a empezar, o circuitos que

reciben sus datos en forma seriales ordenados en distintos intervalos de tiempo.

Los contadores se clasifican según los números de bits en esta práctica realizamos

un controlador de ocho bits. Con 256 combinaciones posibles.

Página 4



Objetivo

Comprender y analizar el funcionamiento de un contador binario así también

como la realización en físico de uno.

Página 5



Antecedentes

CONTADORES BINARIOSLos contadores son sistemas secuenciales con una sola entrada de impulsos a contar, cuyo estado interno en cada instante representa el número de impulsos que se han aplicado. Si los impulsos ocurren a intervalos de tiempo conocidos, un contador puede utilizarse como un instrumento de medida de tiempos Fundamentalmente están constituidos por biestables sincronizados por flancos que serán realimentados de diferentes formas.

Existen básicamente dos tipos de contadores:

Contadores Síncronos.

Contadores Asíncronos.

CARACTERÍSTICAS DE LOS CONTADORES

FRECUENCIA MÁXIMA DE LOS IMPULSOS A CONTAR: Esta será la mayor frecuencia (rapidez de

pulsos a contar) que es capaz de seguir el contador. Este valor dependerá de la tecnología utilizada en

su fabricación y del diseño del contador

CÓDIGO DE CONTAJE: El código binario utilizado para realizar el contaje de los impulsos puede ser

cualquiera. Si el contador está integrado en un C.I. dicho código vendrá especificado en sus hojas de

características.

CAPACIDAD DE CONTAJE O MÓDULO DEL CONTADOR: El número de estados diferentes por lo que

pasa un contador antes de volver a su estado inicial se denomina módulo del contador o capacidad de

contaje, este parámetro determina el número de biestables que ha de tener el contador.

Si N es el número de impulsos a contar, el número de biestables (n) ha de cumplir:

2n−1≤ N ≤2n

Página 6



MODO DE FUNCIONAMIENTO: Los contadores pueden ser síncronos o asíncronos.

– Los asíncronos son aquellos en los que las entradas de reloj que los gobiernan no

actúan simultáneamente en todos los flip-flops sino secuencialmente, es decir, los

impulsos a contar no se aplica a las entradas de reloj de todos los flip-flops a la vez,

sino generalmente sólo a la del primero, y las entradas de reloj del resto son

gobernadas por las salidas del biestable precedente.

Los síncronos son aquellos en los que los impulsos a contar se aplican a todas las

entradas de reloj de todos los biestables a la vez.

En general los contadores síncronos son más rápidos que los asíncronos, pero más

complejos, además los asíncronos presentan el problema de adquirir

transitoriamente estados indeseados.

Contadores Asíncronos

La estructura más simple de un contador es la que se muestra en la ilustración 1.

Ilustración 1 contador asíncrono

Se trata de un contador asíncrono ya que la entrada de reloj de los cuatro biestables

no es común: En este caso, al disponer de cuatro biestables, el contador será de

módulo 16 ya que disponemos de 16 estados de salida diferentes (0000 – 1111)

La entrada del contador es la entrada de reloj del primer biestable A, su salida (QA)

se conecta a la entrada de reloj del siguiente biestable y así sucesivamente.

Como las entradas JK de todos los biestables están conectadas a 1, éstos cambiarán

de estado en los flancos de bajada de la entrada de reloj de cada uno de ellos.

Página 7



CONTADORES ASÍNCRONOS

Ilustración 2 tabla de verdad de un contador asíncrono

El principal inconveniente de los contadores asíncronos es su relativa lentitud debida

principalmente a que los biestables conmutan de forma secuencial, y por lo tanto van

sumando sus tiempos de propagación. Esto limita la frecuencia máxima de reloj que

es capaz de funcionar correctamente en el contador:

F= 1n∗Tp

Si además se desea tener un intervalo T1 para leer el estado del contador:

F= 1(N∗Tp )+T 1

Página 8



CONTADORES ASÍNCRONOS

No sólo existen contadores que cuenten un número de impulsos que sea potencia de

2; sino que podemos contar un número cualquiera de impulsos haciendo que el

contador pase por el número de estados que se desee. Existen diversos métodos

para realizar un contador asíncrono de módulo N siendo N un número cualquiera,

estos métodos dependen del tipo de biestable a usar y de la forma de eliminar los

estados que no voy a usar. Un procedimiento muy utilizado es el siguiente: Se basa

en utilizar biestables de tipo T, que puedo conseguir a partir de biestables JK uniendo

sus entradas y colocándolas a un uno fijo. Para que el biestable tenga N estados es

necesario conectar en cascada un nº X de biestables que cumpla: 2X-1<=N<=2X •

Cuando el contador adquiera el estado N – 1, en el siguiente nivel alto de reloj se

obliga a que todas las salidas que estén a nivel bajo se pongan a nivel alto usando

por ejemplo las entradas asíncronas de SET de los biestables que estoy utilizando. •

De esta forma el contador pasa del estado N – 1 al 2N colocando todas las salidas a

1, y al llegar el impulso de reloj N, pasamos al estado inicial 0000.

•En los contadores de módulo diferente a 2N como el que nos ocupa, hay un número

de estados que no se usa, si por cualquier motivo, por ejemplo ruidos eléctricos el

contador adquiere uno de esos estados, al aplicarle el siguiente o siguientes

impulsos de reloj, el contador podría adquirir uno de los estados utilizados, pero

también podría ocurrir que no alcanzara nunca uno de dichos estados utilizados, en

ese caso el contador se quedará bloqueado (Lock-Out) y sería inservible. En

cualquier caso, a la hora de diseñar el contador, es necesario comprobar cada

estado no utilizado para determinar si pasa a una condición de bloqueo. Para

asegurar que no se producen dichos bloqueos, habrá que asignar unos valores a las

entradas síncronas en los estados no utilizados, para que al aplicar el siguiente pulso

de reloj, pase a un estado utilizado, en este caso se dice que el contador tiene

Página 9



autocontrol para no bloquearse. Los contadores pueden ser ascendentes,

descendentes o ambos a la vez controlando el modo mediante una señal llamada por

ejemplo UP/DOWN, u otras veces, dispondremos de dos entradas, y dependiendo de

en cual de ellas aplico los impulsos, el contador será ascendente o descendente, las

tablas de verdad serían igual pero añadiendo otra variable (up/down).

DesarrolloEn este contador binario al presionar el pulsador ira contando y se mostrara en números binarios en los leds, el rango del contador es de 0 a 255 ya que contamos con 8 leds o bien 8 bits

En la siguiente ilustración se ve el montaje en la placa Protoboard.

Ilustración 3 Montaje en el Protoboar y Arduino

Página 10



En la siguiente ilustración se observa el circuito eléctrico y sus conexiones a tierra y

fuente de alimentación

Ilustración 4 Circuito Eléctrico

Página 11



El siguiente algoritmo que se muestra es el código de programación en la placa

arduino uno.

int numero=0; //el contador inicia en 0void setup() pinMode(A0, INPUT); //inicializa variable de entradafor(int i=2;i<=9;i++) // inicializa variables de salidapinMode(i, OUTPUT);

void loop() int k; // Declaro variable kif (digitalRead(A0)==HIGH) // Si presiono el pulsadornumero++; // Aumento el contadorif (numero>255) // El contador llega a 255, 8bits 8 ledsnumero=0; // vuelve a 0while (digitalRead(A0)==HIGH) // Al presionar no hace nada mas

k=numero; // El numero va a variable kfor(int i=2; i<=9; i++) //Ciclo para ver que leds prendodigitalWrite(i, k%2); // modulo de la division por 2 para ver si led prendido o apagadok=k/2; // Se divide el cociente entre 2 por cada ciclo

Página 12



MATERIALES:

Protoboard

Resistencias de 1 kΩ

Arduino uno

Página 13



Jumper´s

8 Led´s

Push botón

Página 14



Cable de conexión con al arduino

Parte Práctica

Problemas

conexión de los leds

Como sabemos los leds tiene un ánodo (+) y un cátodo (-), de un lado conectaremos

todos los Cátodos a las resistencias de 220 Ω y estas a GND y de los ánodos

conectaremos a los pines del 2 al 9,

Soluciones

las resistencias se colocan con el fin que no quemar los leds.

Problemas

Conectamos el pulsador de la siguiente manera de un lado a 5V y del otro

conectamos una resistencia a tierra y también un cable al pin A0 que será el que nos

permita cambiar de secuencia cada vez que lo presionemos, Se coloca la resistencia

de 1 k Ω porque haría un puente entre GND y el pin A0 de esta manera la lectura de

entrada será siempre 0,

Soluciones

Página 15



al presionar el pulsador lo que hace es hacer puente entre 5V y A0, de esta manera

conseguimos el valor de 1 con esto los valores de entrada únicamente serán 1 y 0.

Conclusiones (Interpretación de resultados)

Se aprendió como se conforma un contador binario así también como su

funcionamiento, estos pueden ser de dos tipos.

Página 16



Fuentes de información

“Sistemas Digitales”. R. Tocci, N. Widmer, G. Moss. Ed. Prentice Hall.

“Diseño Digital”. M. Morris Mano. Ed. Prentice Hall. 3ra edición.

“Diseño de Sistemas Digitales”. John Vyemura. Ed. Thomson

https://polosdrosky.wordpress.com/2012/02/13/contador-binario-con-arduino/

Anexos

Ilustración 5 montado en físico

Página 17



Ilustración 6 puesta en marcha

Página 18

contador binario

Education