decodificador de cÓdigo morse etn 640

7/23/2019 DECODIFICADOR DE CDIGO MORSE ETN 640

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UMSA Docente: Ing. Roberto Oropeza C.

ETN 640 Univ. : Roger Ronald Miranda Ortega

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Un ivers idad Mayor de San Andrs

Facu ltad de Ing en iera

Ingen iera Elec trnica

ETN - 640

DECODIFICADOR DE CDIGOMORSE

Docente : Ing. : Roberto Oropeza

Alum no : Univ. : Roger Ronald Miranda Ortega

La paz - Bolivia


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Contenido

IANTECEDENTES Y PROPSITO................................................................................................................. 3

CAPITULO 1................................................................................................................................................................. 4

1 Introduccin............................................................................................................................................................... 4

1.1 Antecedentes.......................................................................................................................... 4

1.2 Problemtica actual ............................................................................................................... 4

1.3 Justificacin del proyecto .................................................................................................... 5

1.4 Objetivos ................................................................................................................................. 5

1.4.1 Objetivo principal ............................................................................................................ 5

1.4.2 Objetivos secundarios ................................................................................................... 5

1.5 Descripcin del proyecto ...................................................................................................... 6

1.6 Alcance del proyecto ............................................................................................................. 6

1.7 Limitaciones............................................................................................................................ 7

IIDESARROLLO DEL PROYECTO Y SIMULACIN ............................................................................. 8

CAPITULO 2................................................................................................................................................................. 9

2 Generalidades.......................................................................................................................................................... 9

2.1 Referencia Topolgica .......................................................................................................... 9

Otras aplicaciones.................................................................................................................... 9

2.2 Marco terico........................................................................................................................ 10

2.3 Fundamentos del proyecto ................................................................................................. 11

Usos para el pblico en general........................................................................................... 11

Cdigo Morse como tecnologa assistive ........................................................................... 11

2.4 Especificaciones tcnicas................................................................................................... 12

2.5 Diseo de los circuitos del proyecto ................................................................................. 13

2.6 Seleccin de componentes ................................................................................................ 30

2.7 Circuitos resultantes ............................................................................................................ 39

IIIPRUEBAS EN LABORATORIO ................................................................................................................. 41

CAPITULO 3.............................................................................................................................................................. 42

3 Instrumentacin.................................................................................................................................................... 42

3.1 Equipo de medida utilizada ................................................................................................ 42


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IVANALISIS ECONNICO ............................................................................................................................... 46

CAPITULO 4.............................................................................................................................................................. 47

4.1 Elaboracin de costos del proyecto .................................................................................. 47

VCONCLUSIONES ............................................................................................................................................... 48

CAPITULO 5.............................................................................................................................................................. 49

5 Conclusiones y Recomendaciones ............................................................................................................ 49

5.1 Conclusiones ........................................................................................................................ 49

5. 2 Recomendaciones.............................................................................................................. 49

Anexos.......................................................................................................................................................................... 50

Tablas............................................................................................................................................................................ 53

TABLA I........................................................................................................................................ 53

TABLA II....................................................................................................................................... 55


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I

ANTECEDENTES Y PROPSITO


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CAPITULO 1

1 Introduccin

El cdigo Morse o tambin conocido como alfabeto Morse es un sistema derepresentacin de letras y nmeros mediante seales emitidas de formaintermitente.

En la actualidad, el alfabeto Morse tiene aplicacin casi exclusiva en el mbito delos radioaficionados. Tambin se utiliza en la aviacin instrumental para sintonizarlas estaciones VOR (VHF Omnidirectional Range, que en castellano significaRadiofaro Omnidireccional de VHF.), ILS (Instrument Landing System, quesignifica Sistema de aterrizaje instrumental) y NDB (radioayudas a la navegacin).En las cartas de navegacin est indicada la frecuencia junto con una seal Morseque sirve, mediante radio, para confirmar que ha sido sintonizada correctamente.

1.1 Antecedentes

Fue desarrollado porAlfred Vail mientras colaboraba en 1835 con Samuel Morseen la invencin del telgrafo elctrico. Vail cre un mtodo segn el cual cada letrao nmero era transmitido de forma individual con un cdigo consistente en rayas ypuntos, es decir, seales telegrficas que se diferencian en el tiempo de duracinde la seal activa. La duracin del punto es la mnima posible. Una raya tiene unaduracin de aproximadamente tres veces la del punto. Entre cada par de smbolosde una misma palabra existe una ausencia de seal con duracin aproximada a lade un punto. Entre las letras de una misma palabra, la ausencia es de

aproximadamente tres puntos. Para la separacin de palabras transmitidas eltiempo es de aproximadamente tres veces el de la raya. Morse reconoci laidoneidad de este sistema y lo patent junto con el telgrafo elctrico. Fueconocido como American Morse Code y fue utilizado en la primera transmisinpor telgrafo.

1.2 Problemtica actualLa transmisin de las seales de este cdigo se la realizaba a travs de mediosfsicos, en los cuales, por ejemplo, para larga distancia se requera un sistemagrande y complicado. Actualmente se cuenta con diferentes medios de transmisininalmbricos de seales digitales, por lo tanto, sera bueno contar con un sistema

decodificador para llevar de simples puntos y rayas (seales de voltajes cortos ylargos) a un cdigo binario determinado.Las asignaciones del alfabeto Morse convencional, consistente en seales depuntos y rayas, para cada smbolo, fueron desarrollados de acuerdo a losparmetros estadsticos de las frecuencias de uso de los smbolos (en el idiomaIngls), es decir, que los smbolos ms utilizados presentaban una codificacincon la menor cantidad de puntos y/o rayas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Radioafici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alfred_Vail&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/1835http://es.wikipedia.org/wiki/Samuel_Morsehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9grafo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Raya_(puntuaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Puntohttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Palabrahttp://es.wikipedia.org/wiki/Patentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9grafo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9grafo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Patentehttp://es.wikipedia.org/wiki/Palabrahttp://es.wikipedia.org/wiki/S%C3%ADmbolohttp://es.wikipedia.org/wiki/Puntohttp://es.wikipedia.org/wiki/Raya_(puntuaci%C3%B3n)http://es.wikipedia.org/wiki/Tel%C3%A9grafo_el%C3%A9ctricohttp://es.wikipedia.org/wiki/Samuel_Morsehttp://es.wikipedia.org/wiki/1835http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Alfred_Vail&action=edit&redlink=1http://es.wikipedia.org/wiki/Radioafici%C3%B3n


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De la misma manera es posible modificar la codificacin de los smbolos autilizarse, de manera que la escritura sea del menor tiempo posible, de acuerdo alo requerido.Por ejemplo, en ocasiones se requiere escribir y enviar nmeros, para lo cual seactivar el selector de nmeros, y la escritura de nmeros ser la ms ptima.

1.3 Justificacin del proyecto

La necesidad de obtener un sistema de comunicacin de pequeas dimensiones,que posibiliten originar un sistema de codificacin en el que se asigne a unacombinacin en particular un smbolo (letra, nmero, incluso palabra, etc.) paralograr transmitir una idea a travs de medios inalmbricos de transmisin.

Debido a que el alfabeto Morse es un lenguaje internacional, sera bueno que semantenga la forma de escritura convencional ya establecida, a travs de unManipulador.

A pesar de esto, muchas personas no reconoceran la combinacin de puntos yrayas, ni el cdigo binario asignado, por lo tanto, es necesario acoplarlo a unapantalla, previamente un interfaz, para lograr visualizar el smbolo transmitido.

En el cdigo Morse los nmeros, por ejemplo, tienen una combinacin de 5smbolos lo cual en algunos casos puede llegar a ser moroso, recordemos que en1.2 se mencion que la asignacin de la cantidad de puntos y rayas a cadasmbolo era por cuestiones estadsticas, as que para lograr una escritura masrpida se dar otras asignaciones, pero solo para el caso de nmeros, al cualllamaremos selector de caracteres, donde tambin se incluir la seleccin paravisualizar las letras maysculas y minsculas.

1.4 Objetivos

1.4.1 Objetivo principal- Desarrollar un sistema digital que tenga la misma filosofa de

funcionamiento de un telgrafo convencional, aplicndolo en procesos detransmisin, recepcin y de procesamiento digital de la informacin.

1.4.2 Objetivos secundarios- Utilizar un cdigo de gran fama como una aplicacin de sistemas digitales,

para facilitar procesos de telecomunicacin

- Emplear el diseo en aplicaciones donde se utiliza ente cdigo hasta laactualidad como ser la aeronutica y en los radioaficionados

- Aplicar conocimientos y razonamientos obtenidos en la materia ETN 601 yparte de ETN 821.
http://es.wikipedia.org/wiki/Radioafici%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Radioafici%C3%B3n


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1.5 Descripcin del proyecto

Este sistema contar con un manipulador y el selector de caracter, elfuncionamiento consiste en que para cada smbolo introducido (de la misma formaque se trabaja con un telgrafo convencional) se le asignar un nico cdigo ensistema binario lo que a la larga puede extenderse en muchas ms aplicacionesdebido a la facilidad de trabajar con nmeros binarios.

i). El problema inicial es el de hallar un mdulo de reconocimiento de pulsos

largos y cortos mandados de modo serial de la forma de un telgrafo clsico, a suves se necesita un reconocedor de niveles bajos largos (espacio entre letras) parael paso de una letra a otra.

ii). Una vez obtenido el mdulo detector, que asignar un cdigo a cada unade las combinaciones posibles de puntos y rayas, esta informacin debe seralmacenada para su reconocimiento y su posterior codificacin, asignndole otrocdigo para que cada una de las letras, nmeros o smbolos introducidos por elpulsador de entrada o manipulador, ocupen un lugar y posicin determinado en eldisplay con en fin de obtener un mejor ordenamiento y as poder visualizar yreconocer el smbolo.Nota: Todos esto procedimientos se los realizara aplicando la teora de Sistemas

Digitales I y II, es decir compuertas, mdulos lgicos combinacionales ysecuenciales, Registros, Memorias, diagramas de flujo, detector de cambio denivel, etc.

1.6 Alcance del proyectoEste proyecto, como una aplicacin directa, solo da la facilidad de desplegar enuna pantalla lo que se est escribiendo en cdigo Morse, as tambin es posibletransmitir el cdigo en sistema binario correspondiente a cada smbolo, tambin


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puede ser aplicado en todos los campos en donde el cdigo Morse an esutilizado, solo sera cuestin de acoplarlo a las necesidades requeridas, porejemplo: como ya se mencion, podra aplicarse en la aeronutica: en RadiofaroOmnidireccional de VHF que se trata de una radioayuda a la navegacin queutilizan las aeronaves para seguir en vuelo una ruta prestablecida, en el sistema

de aterrizaje instrumental o ILS que consiste de dos subsistemas independientes:uno sirve para proporcionar gua lateral y el otro para proporcionar gua vertical, oen NDB radioayudas a la navegacin, donde se requerira un sistema detransmisin, y para cualquier aplicacin donde se utilice cdigo Morse y serequiera visualizarlo en el alfabeto.

1.7 LimitacionesEste proyecto como tal de acuerdo a la aplicacin, tiene la limitacin debida a laslimitaciones de la materia ya que para las mejores aplicaciones mencionadas senecesitara un sistema de transmisin digital, por ejemplo, para su aplicacindirecta en campos ya mencionados.Tambin se podra referir a las dimensiones, por que en la actualidad es posibleencontrar chips, microcontroladoes, etc., con la que las dimensiones del circuitofinal resultante seran considerablemente menores al obtenido es este proyecto.

A pesar de que este sistema tiene un solo botn, y un selector de caracteres, en laactualidad se cuentan con aparatos que contiene ms botones en los cuales laescritura se lo realiza de forma ms rpida.Las limitaciones de velocidad tendran que considerarse, ya que esa velocidadseria la velocidad de escritura del operador, pero tiene la ventaja de que solo secuenta con un manipulador (pulsador), y selectores de caracteres.


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II

DESARROLLO DELPROYECTO YSIMULACIN


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CAPITULO 2

2 Generalidades

El Cdigo Morse es un medio de comunicacin basado en la transmisin y recepcin de

mensajes empleando sonidos o rayos de luz y un alfabeto alfanumrico compuesto porpuntos y rayas. Aunque este cdigo surgi en el siglo 19, su empleo es perfectamenteutilizable hoy en da cuando la existencia de condiciones atmosfricas adversas nopermite el empleo de otros medios ms desarrollados como, por ejemplo, la transmisinde la voz.

An cuando en una transmisin inalmbrica por radiofrecuencia realizada solamente concdigo Morse aparezcan interferencias producidas por tormentas elctricas, los sonidosde los puntos y las rayas sern siempre reconocibles para el odo humano aunque seescuchen mezclados con el ruido que produce en esos casos la esttica atmosfrica.

En sus inicios para transmitir y recibir mensajes en Cdigo Morse se empleaba unprimitivo aparato inventado en 1844 por Samuel Morse, creador a su vez del propiocdigo que lleva su nombre. Ese aparato constaba de una llave telegrfica de transmisin,que haca las veces de interruptor de la corriente elctrica y un electroimn como receptorde los puntos y las rayas.

2.1 Referencia Topolgica

El cdigo Morse internacional es hoy el ms popular entre radio aficionada operadores,donde se utiliza como el patrn para afinar un transmisor por intervalos en el modo de lasradiocomunicaciones se refiri comnmente como onda continua o A LA DERECHA.

La velocidad relativamente limitada a la cual el cdigo Morse se puede enviar conducidoal desarrollo de un nmero extenso de abreviaturas para apresurar la comunicacin.stos incluyen prosigns y Cdigos de Q, ms un formato estandardizado restricto para losmensajes tpicos. Este uso de abreviaturas tambin facilita la comunicacin entre losoperadores que no comparten un lenguaje comn y no tendran as gran dificultad enmodos de la voz que usan que se comunican.

Aunque el tradicional llave del telgrafo (llave recta) todava es utilizado por muchosaficionados, el uso de semi y completamente automtico electrnico fijadores (conocido

como desinsecta) es frecuente hoy. Software tambin se emplea con frecuencia paraproducir y para descifrar seales de radio del cdigo Morse.

Otras aplicaciones

Los operadores expertos en cdigo Morse pueden entender a menudo (copia) cdigo ensus cabezas en las tarifas superior a 40 WPM. Las competencias internacionales en elcopiado del cdigo todava se llevan a cabo de vez en cuando. En julio de 1939 en una
http://www.asifunciona.com/biografias/morse/morse.htmhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Amateur_radiohttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Prosigns_for_Morse_codehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Q_codehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Telegraph_keyhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Keyerhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Computer_softwarehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Computer_softwarehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Keyerhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Telegraph_keyhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Q_codehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Prosigns_for_Morse_codehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Amateur_radiohttp://www.asifunciona.com/biografias/morse/morse.htm


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competencia adentroAsheville en Estados Unidos Ted R. McElroy fij an-estar paradode registro para Morse que copiaba, 75.2 WPM.[6]En su libro en lnea en enviar de altavelocidad, Guillermo Pierpont N0HFF observa a algunos operadores pudo haber pasado100 WPM. Por este tiempo son frases y oraciones ms bien que palabras de laaudiencia. La velocidad ms rpida enviada siempre por una llave recta fue alcanzada

en 1942 por Harry Turner W9YZE (D. 1992) quin alcanz 35 WPM en una demostracinen un E.E.U.U. Base de ejrcito.

En fecha 2007 radiotelgrafos comerciales las licencias todava estn siendo publicadasen los Estados Unidos por la Comisin federal de las comunicaciones. Diseado para elshipboard y los operadores de la estacin de la costa, se conceden a los aspirantes queaprueban examinaciones escritas en teora de radio avanzada y demuestran habilidad delcdigo de 20 WPM [este requisito se renuncia para los viejos (20 WPM) concesionarios

adicionales de la clase]. Sin embargo, desde 1999 el uso del satlite y de los sistemas decomunicaciones martimos muy de alta frecuencia (GMDSS) esencialmente los han hechoobsoletos.

Ayudas de radio de la navegacin por ejemplo VORs y NDBs para la difusin aeronuticadel uso que identifica la informacin bajo la forma de cdigo Morse, aunque muchasestaciones del VOR ahora tambin proporcionan la identificacin de la voz.

2.2 Marco terico.

Usando secuencias estandarizadas de elementos cortos y largos para representar letras,nmeros, puntuacin y caracteres especiales de un mensaje dado. Los elementos cortosy largos se pueden formarsonidos, marcas o pulsos, y se conocen comnmente como losdits y los dahs.

El cdigo Morse internacional se compone de cinco elementos:

1. marca, punto o dit corto () - una unidad deseada

2. una marca, una rociada o un dah ms larga (-) - tres unidades deseada

3. el boquete del intra-carcter (entre los puntos y las rociadas dentro de un carcter) - unaunidad desea

4. el boquete corto (entre las letras) - tres unidades desea

5. el boquete medio (entre las palabras) - siete unidades desea

Todos estos puntos sern contemplados en el diseo del proyecto.

Si digitalizramos estas seales, se superaran muchos inconvenientes que se presentancon las seales analgicas, seales de tensin y de corriente, los cuales necesitanmedios fsicos de transmisin, adems al cambiar el tipo de procesamiento de seales
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Asheville,_North_Carolinahttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/United_Stateshttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#cite_note-5http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#cite_note-5http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#cite_note-5http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Global_Maritime_Distress_Safety_Systemhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/VHF_omnidirectional_rangehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Non-directional_beaconhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Alphanumerichttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Alphanumerichttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Punctuationhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Character_encodinghttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Soundhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Pulse_(signal_processing)http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Pulse_(signal_processing)http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Soundhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Character_encodinghttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Punctuationhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Alphanumerichttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Alphanumerichttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Alphanumerichttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Non-directional_beaconhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/VHF_omnidirectional_rangehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Global_Maritime_Distress_Safety_Systemhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#cite_note-5http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/United_Stateshttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Asheville,_North_Carolina


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digitales solo es necesario modificar el software, que para nuestro caso ser los datosalmacenados en la memoria.

2.3 Fundamentos del proyecto

La implementacin del Cdigo Morse en formato digital llega a ser una necesidad debidoa que la tecnologa digital llega a cubrir muchos mbitos, as tambin al pblico en generalque cuenta con facilidad con aparatos digitales.

Usos para el pblico en general

Un uso importante est sealando para la ayuda a travs SOS o --- ... . Esto se puedeenviar muchas maneras: afinando una radio por intervalos, accionando la palanca de unalinterna, golpeando en una estructura, arreglando el material de la tierra (lo ms mejorposible hacer un tringulo en lugar de otro), y cualquier otro mtodo imaginable.

En competencias de la velocidad entre los operadores del cdigo Morse y el expertoexpertos cellphone Mensajera de texto de SMS los usuarios, cdigo Morse han ganadoconstantemente, conduciendo a la especulacin que los fabricantes del cellphonepudieron construir algn da los interfaces para la entrada del cdigo Morse. Este interfaztraducira el cdigo Morse entrado en el texto, de modo que pudiera ser enviado acualquier cellphone SMS-capaz, as el recipiente no necesitara saber cdigo Morse paraleerlo. (Hay terceros que los usos ya disponibles para algunos cellphones que permitanque el cdigo Morse entre para enviar SMS (vase acoplamientos externos)). Otros usosespeculados incluyen tomar un uso assistive existente del cdigo Morse (vase abajo) yusar la caracterstica alerta que vibra en el cellphone para traducir mensajes de SMS alcdigo Morse para la lectura silenciosa, sin manos de los mensajes entrantes.

Cdigo Morse como tecnologa assistive

El cdigo Morse se ha empleado como tecnologa assistive, gente que ayuda con unavariedad de inhabilidades para comunicarse. Morse puede ser enviado por las personascon inhabilidades severas del movimiento, mientras tengan cierto control mnimo delmotor. En algunos casos esto significa alternativamente soplar en y aspirar en un tuboplstico (interfaz del soplo y del sip). Gente con inhabilidades severas del movimiento

adems de inhabilidades sensoriales (e.g. la gente que est tambin sorda u oculta)puede recibir a Morse a travs de un zumbador de la piel.

En un caso divulg en el compartimiento del aficionado de radio QSTun viejo operador dela radio del shipboard que tena a movimiento y perdido la capacidad de hablar o deescribir poda comunicarse con su mdico (aficionado de radio) centelleo sus ojos enMorse. Un caso confirmado mejor ocurri en 1966 en que prisionero de guerra JeremiahDenton, trado en la televisin por el suyo los captores vietnamitas del norte, Morse-centelleo la palabra TORTURA.
http://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/SOShttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Mobile_phonehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Text_messaginghttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#External_linkshttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Assistive_technologyhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Disabilityhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Strokehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Prisoner_of_warhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Jeremiah_Dentonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Jeremiah_Dentonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Jeremiah_Dentonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Jeremiah_Dentonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Jeremiah_Dentonhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Prisoner_of_warhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Strokehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Disabilityhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Assistive_technologyhttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Morse_code#External_linkshttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Text_messaginghttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/Mobile_phonehttp://www.worldlingo.com/ma/enwiki/es/SOS


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2.4 Especificaciones tcnicas

Los componentes a utilizarse son los siguientes:

U1, U3, U8 555 timer

U2 74LS 00 : Quad 2-Input NAND Gate

U4 74LS 161 : Synchronous 4-Bit Counters

U5 74LS 164 : 8-Bit Serial In/Parallel Out Shift Register with AsynchronousClear

U6, U9, U10, U11, U12, U13, U14 74LS 273: 8-Bit Register with Clear

U7, U24 2816 : Memoria EEPROM

U15, U21 74LS 08 : Quad 2-Input AND Gate

U16 74LS 32 : Quad 2-Input OR Gate

U17, U19 74LS 74 : Dual Positive-Edge-Triggered D Flip-Flop with Preset, Clearand

Complementary Outputs

U18 74LS 04 : Hex Inverter

U20 74LS 86 : Quad 2-Input Exclusive-OR Gate

U22 74LS 163 : Synchronous 4-Bit Binary Counter with SynchronousClear

U23 74LS 148 : 8-Line Decimal to 3-Line Octal Priority Encoder

U25 74LS 393 : Dual 4-Bit Binary Counter (puede reemplazar a U4)

R1, R2 : 1k

R3, R5 : 2k

R4, R5, RA : 5k

RB : 12k

R9, R10, R11 : 330

C1, C3, C5 : 10nF

C6 : 10 F


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C2, C4 : 100F

Q1, Q2 : BC548 (mas especificaciones Ver anexos)

2.5 Diseo de los circuitos del proyecto

El diagrama de bloques del circuito propuesto es el siguiente:

Figura 2

Este diagrama se divide en dos partes:


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Asignacin de cdigo

Generador de caracteres

Con fines didcticos se desarrollarn las explicaciones de algunos bloques con elsiguiente ejemplo que cuenta con dos ciclos de escritura, uno para J y otro para Aseparados por un espacio entre letras:

Figura 3

La primera parte tiene la finalidad de asignar un cdigo nico en sistema binario paracada una de las posibles combinaciones de puntos y rayas.

MANIPULADOR:

Para generar pulsos que no contengan ruido ni rebotes, se implementar un latch, y parafacilitar el proceso se utilizar un pulsador de 3 terminales, y compuertas NAND como semuestra a continuacin:

Figura 4

DETECTOR DE PULSOS LARGOS:

Es necesario mencionar que la raya tiene una duracin de por lo menos tres veces la

duracin del punto, por lo tanto necesitamos un sistema que, mientras se mantengapresionado en manipulador, o bien, mientras que la seal se encuentre en un nivel alto untiempo determinado, la salida cambie de estado, dicho sistema lo obtendremos de unMONOESTABLE REDISPARABLE, circuito que puede implementarse con el CI

74LS122, que en un monoestable redisparable, o bien utilizar el CI 555 timer en suconfiguracin de monoestable redisparable, que es el que se utilizar para el diseo deeste mdulo. El CI 555 en configuracin de monoestable redisparable es el que semuestra a continuacin:


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Figura 8

dpl: estado estable 0 estado inestable 1

Como se puede apreciar, el detector de pulsos largos (dpl), para cada ciclo de escritura,presenta tantas transiciones de su estado inestable a un estado estable como pulsoslargos presenta cada cdigo. De acuerdo con el diagrama de bloques, estas transicionesdeben ser aprovechadas por el Registro Serie/Paralelo que se lo ver en una seccinposterior.

DETECTOR DE ESPACIOS ENTRE LETRAS:

Este mdulo trabaja de la misma forma que el anterior (dpl) con la nica diferencia queesta vez lo que detecta es un pulso negativo largo o bien cuando no se introduce ningnpulso por el manipulador, es decir que, a partir del anterior circuito, trabaja con lasentradas invertidas, y aprovechando las salidas del latch, el circuito detector de espaciosentre letras (deel) quedara de la siguiente manera:

Figura 9

Realizando un anlisis de tiempo de este mdulo si la seal de entrada toma la forma delejemplo citado inicialmente:


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Figura 10

Como se puede apreciar en este diagrama la salida del detector de espacio entre letraspresenta una transicin de su estado inestable al estable despus de concluir con lasecuencia de escritura, que es debido al pulso largo que se presenta en Q*. Esto definirel reinicio de un ciclo de escritura, por lo tanto se utilizar en el borrado del CONTADOR1y ser una seal que inicialice el proceso de despliegue del carcter en la matriz de led`s.

DETECTOR DE ESPACIO ESTRE PALABRAS (dep):

De acuerdo a la teora, la ausencia de pulsos durante 7 unidades representa un espacioentre palabras.

En nuestro diseo esto ocurrira cuando el manipulador se encuentra en reposo, es enese estado que contaremos con un contador adicional que cuando termine su conteo deun periodo de tiempo determinado, mande una seal al igual que el detector de cambio denivel (DCN) que es una seal que indica la conclusin de la escritura de la letra e indica elinicio del paso 2, en ese momento esta accin equivaldr a que se haya enviado unespacio vacio que ser desplegado por el display o borrando el display.

Este contador debe funcionar solamente en el ciclo de escritura (paso1), el borrado deeste contador debe realizarse cada vez que se utilice el manipulador Q, no debe realizarconteo en el paso 2 y debe iniciar en 0 en el inicio del paso1.

El circuito propuesto es el siguiente:


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CONTADOR1:

El contador 1 que se sincroniza directamente con el manipulador, es decir, la seal delmanipulador se conecta al clock del contador, tiene la finalidad de contar el nmero depulsos ingresados por el manipulador en un ciclo de escritura, dicho ciclo sea reiniciado

por la seal del deel". El contador trabajar de la forma mostrada a continuacin:

Figura 11

De este anlisis se puede verificar que el contador nos da el nmero de pulsos ingresadospor el manipulador, que luego son borrados por la seal deel para el inicio de un nuevo

ciclo de escritura.

REGISTRO1 SERIE/PARALELO:

Este registro almacena los datos del Detector de pulsos largos sincronizados a la sealdel manipulador.

Anlisis: si el ltimo pulso introducido es corto, la seal dpl se encontrar en nivel alto,

por lo tanto el registro almacenar un uno, en cambio si el ltimo pulso es larg o, la sealdpl se encontrar en un nivel bajo que ser almacenado por el registro, y al igual que

para el contador1, los datos de este registro sern borrados por la seal deel. Pero con elfin de codificar los pulsos cortos como 0`s y los pulsos largos como 1`s se trabajar con laseal dpl negado. Ms claramente se lo observa para nuestro ejemplo en la siguiente

figura:


20/70



19

Figura 12

Donde se ve que la mxima cantidad de pulsos largos es 5, las salidas del registroinicialmente se encuentran en 0 que son desplazados por los nuevos datos registrados deacuerdo a la combinacin ingresada.

De esta manera es posible asignar un nico cdigo en sistema binario para unacombinacin de puntos y rayas. Se utilizarn 8 bits para esta codificacin, los tresprimeros vienen del contador y los cinco restantes del registro Serie/paralelo. Paranuestro ejemplo las combinaciones son:

J 1 0 0 1 1 1 0 0

A 0 1 0 1 0 0 0 0

REGISTRO2 (8 bits) Paralelo/paralelo:

Este registro almacena el cdigo obtenido para su posterior codificacin, ya que la sealde deel borra el dato obtenido, y a su vez esta seal deel es de sincronismo para esteregistro, veamos el proceso en la siguiente figura:


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20

Figura13

Nota: debe apreciarse que el CONTADOR 1 y el REGISTRO 1 S/P, son borrados con laseal deel* que es la misma seal de reloj del REGISTRO 2 P/P, es decir que se trabajaen un punto crtico. En el caso de existir algn problema de que el REGISTRO 2 noregistre los datos del ROGISTRO 1 ni del contador (esto por que la seal deel* los borrantes de ser registrados) se recomienda utilizar: para REGISTRO 1 y CONTADOR 1chips ms lentos, y para REGISTRO 2 chips ms veloces. Otra forma sera desfasar oretardar la seal de borrado.

CODIFICADOR:

Para utilizar menos direcciones de Memoria, este codificador tendr la finalidad de reducirla cantidad de bits correspondientes para cada combinacin. Se pudo ver que paracualquier combinacin se genera un cdigo de 8 bits.

Veamos cuantos cdigos necesitamos generar, y en funcin a este nmero elegimos lacantidad de bits finales para una combinacin.


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21

Este es el cdigo Morse a utilizarse donde estn todas las combinaciones posibles, y deacuerdo al anlisis desarrollado hasta el momento, se tendr el cdigo correspondiente acada smbolo, y para ordenar la codificacin se asignar un Nuevo Cdigo de la siguienteforma:

CDIGO MORSE (Al fan umrico ) TABL A I

N Letra/NmeroCdigoMorse

CdigoBinario

Nuevocdigo

1 A . 010 10000 000001

2 B . . . 100 00010 000010

3 C . . 100 01010 000011

4 Ch 100 11110 000100

5 D . . 011 00100 000101

6 E . 001 00000 0001107 F . . . 100 01000 000111

8 G . 011 01100 001000

9 H . . . . 100 00000 001001

10 I . . 010 00000 001010

11 J . 100 11100 001011

12 K . 011 10100 001100

13 L . . . 100 00100 001101

14 M 010 11000 00111015 N . 010 01000 001111

16 . 101 11011 010000

17 O 011 11100 010001

18 P . . 100 01100 010010

19 Q . 100 10110 010011

20 R . . 011 01000 010100

21 S . . . 011 00000 010101

22 T 001 10000 01011023 U . . 011 10000 010111

24 V . . . 100 10000 011000

25 W . 011 11000 011001

26 X . . 100 10010 011010

27 Y . 100 11010 011011


23/70



22

28 Z . . 100 00110 011100

29 1 . 101 11110 011101

30 2 . . 101 11100 011110

31 3 . . . 101 11000 011111

32 4 . . . . 101 10000 100000

33 5 . . . . . 101 00000 100001

34 6 . . . . 101 00001 100010

35 7 . . . 101 00011 100011

36 8 . . 101 00111 100100

37 9 . 101 01111 100101

38 0 101 11111 100110

ALGUNOS CASOS ESPECIALES

N Signos Nombre Cdigo CdigoBinario

Nuevocdigo

39 Apstrofe, acento . . 110 011110 100111

40 / Barra diagonal . . . 101 01001 101000

41 , Coma . . 110 110011 101001

42 Comillas . . . . 110 010010 101010

43 : Dos puntos . . . 110 000111 101011

44 - Guin corto . . . . 110 100001 101100

45 = Igualdad . . . 101 10001 10110146 ? Interrogacin . . . . 110 001100 101110

47 ( ) [ ] Parntesis . . 110 101101 101111

48 ; Punto y coma . . . 110 010101 110000

49.

Punto y seguido, oaparte

. . .110 101010 110001

NEjecutar: Cdigo

CdigoBinario

Nuevocdigo

50 Enterado . . . . 101 01000 110010

51 Error . . . . . . 110 000000 110011

52 Espera . . . . 101 00010 110100

53 Fin de texto . . . . 110 101000 110101

54 Fin del mensaje . . . 101 01010 110110


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23

55 Recibido . . 011 01000 010100

56 Subrayado de texto . . . 101 00011 111000

Casos especiales.- Para la mayora de los smbolos de la segunda y tercera tabla senecesita 9 bits para registrarlos. Si introducimos por el manipulador cualquiera de lossmbolos de color celeste (9 bits), de acuerdo al diseo realizado hasta el momento, solose registrarn 8 bits, el bit en color rojo no seria registrado y se perdera este dato. Peroafortunadamente, eliminando este ltimo bit, el cdigo binario resultante de 8 bits siguesiendo nico y singular para su respectivo smbolo, por lo cual no es necesario realizarmodificaciones. Para el caso en el que se presenten iguales cdigos binarios paradiferentes smbolos, sera necesario trabajar con 9 bits, 3 del contador1 y 6 del registro1.

Finalmente tenemos: 56 smbolo 26 = 64 utilizaremos 6 bits para la codificacin.

La segunda parte de este diseo tiene la finalidad de realizar un generador de caracteresutilizando un cdigo proveniente de un smbolo en cdigo Morse para verlo en el alfabetotradicional.

En esta parte se requiere de una seal de referencia general que llamaremos clock quese utilizar en los mdulos de esta parte del circuito, se implementara con el CI 555 timeren su configuracin ASTABLE:

Figura 14

DISPLAY:

Se implementar una matriz de LED`s de dimensin 6x8 de la siguiente manera:


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24

Para el ejemplo inicial, las letras deben desplegarse de la siguiente manera:

luego de terminada la secuencia la matriz debe generar J

as:

A partir de esto, introducimos siguiente secuencia

luego de terminada la secuencia la matriz debe generar A y desplazar J

as:

Nota: La forma de los smbolos puede ser modificado de acuerdo a lo que se guarde en lamemoria (Ver tabla2 de MEMORIA).

Para lograr este desplazamiento inicialmente se contar con 8 bits provenientes de laMemoria, estos primeros bits sern almacenados en registros esperando a los siguientes8 bits de la memoria que desplazaran a los primeros y ocupando su lugar. De estamanera la Memoria deber proporcionar 6 paquetes de 8 bits para un ciclo de escritura.

Para este propsito, se contar con 6 registros por fila, y como se tiene 8 filas sonnecesarios 6x8 registros:


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25

Figura 15

CONTROL DEL DISPLAY:

El circuito de control del display recibe una seal de inicio de del mdulo Detector decambio de nivel, despus de esto este circuito de control manda seales de clock laContador2 que esta conectado a las direcciones de la memoria, que generarn 6paquetes de 8 bits para cada letra, de tal manera que estos paquetes acomodados seanledos directamente.

Diagrama de flujo del circuito de control:

Figura 16

clock MEMORIA

V40V

V30V

V10V

CP1CP2

Q1Q2

V2

74LS273MRCPD7D6D5D4D3D2D1D0

Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U774LS273

MRCPD7D6D5D4D3D2D1D0

Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U674LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U574LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U474LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U374LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U2 1K RAM

A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0

IO7IO6IO5IO4IO3IO2IO1IO0

CSWE

U1


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26

Mientras la seal del Detector de cambio de nivel (DCN) no este presente (nivel bajo) elcircuito de control se encontrar en un paso 1, cuando reciba una seal (Detector decambio de nivel) el circuito de control pasar a un paso 2, es en este paso en el que lamatriz de led`s despliega un smbolo, y como se ve en la figura la matiz solo necesita 6periodos de clock para concluir con el proceso de despliegue. Por lo tanto cuando el

contador se encuentre en 5 (por que cuenta desde 0 hasta 5) este enva la seal deReinicio.

El circuito de control, de acuerdo al diagrama de flujo planteado es el siguiente:

Figura 17

FF D1 FF D2

Donde la salida del primer flip flop D debe esta inicializado en 1 lgico y el segundo en 0lgico. El FF D1 representa el paso 1 y dependiendo del valor del Detector de Cambio deNivel(DCN) se mantiene en este paso o va hacia el paso 2 representado por el FF D2,

que dependiendo del valor del bit Reinicio se queda en este paso o vuelve al paso 1. Paracualquier caso se cumple el diagrama de flujo presentado anteriormente.

DETECTOR DE CAMBIO DE NIVEL (DCN):

El objetivo de este mdulo es el de indicar o enviar un pulso cuando haya terminado elciclo de escritura de un smbolo. Y como referencia tomaremos la seal del Detecto deEspacio Entre Letrasdenominado deel.

Anlisis:

El flip flop D sncrono, es conocido tambin como elemento de retardo, con un FF D esposible retardar una seal digital por un periodo de clock.

Si utilizamos un FF D para retardar la seal deel lo que obtendremos es la siguiente

forma de onda:


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27

Figura 18

La compuerta OREX muestra la comparacin entre dos bits, si son iguales la salida delOREX es 0 lgico y si son distintos en la salida tenemos 1 lgico.

Aplicando este razonamiento a la seal deely a su retardo D nos mostrar dos pulsos,uno para cada cambio de la seal deel, y recordando que la seal deel indica laconclusin de un ciclo de escritura en flanco descendente, entonces lo que se requiere esel pulso despus del flanco descendente para lo cual utilizaremos la funcin AND de laseal [deel OREX D] con la misma seal D. esto se ve a continuacin en el siguienteanlisis de tiempo:

Figura 19

Con lo cual se logra obtener un pulso que indica la conclusin de un ciclo de escritura alque llamaremos DCN.

El circuito para este mdulo resulta de la siguiente forma:

Figura 20

CONTADOR 2:

Este contador solo trabaja en el paso 2 del circuito de control, va a las direcciones de lamemoria, para cada nmero binario del contador, en la salida de la memoria se tienediferentes paquetes de bits que son registrados y llevados a la matriz de leds para su

despliegue.


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28

Con este contador se deben obtener 6 paquete de bits para completar la matriz, por lotanto debe contar de 0 hasta 5 posiciones, en ese instante deber ser borrado estecontador y enviar una seal de reinicio al circuito de control, para que este vuelva al paso1, paso en el que el contador2 no realiza conteo.

Como debe llegar a 5 posiciones se utilizar 3 bits del contador de los cuales se deberrealizar el respectivo mdulo combinacional para obtener el bit Reinicio que para estecaso con una compuerta AND es suficiente.

El diagrama de tiempos que describe este proceso es el siguiente:

Figura 21

Nota: El clock del CONTADOR 2 es [paso2 AND clock] tericamente la cuentadebera empezar en 0 y llegar a 5. Pero debido a que el retardo del FF2 es muy

pequeo, es posible que el conteo se inicialice en 1 y no en 0 por que estaratomando en cuenta el flanco ascendente que inicia al paso2, la nicaconsideracin para esta caso es tomar la numeracin de 1 6.

Se debe notar que Contador2, a diferencia del Contador1, es un contador con borradosncrono, es decir, que cuando la seal clearaparece, es necesario el flanco ascendentedel clock para que se realice el borrado.

Por otra parte, la seal de reloj del contador2 es una interseccin entre el paso 2 y elclockgeneral, por tanto debe utilizarse una compuerta AND entre ambas seales.

SELECTOR DE CARACTERES:

Al igual que la salida del Codificador y del CONTADOR2, este selector que solo cuentacon llaves de seleccin tiene la finalidad de cambiar las direcciones de memoria, para loque se baya a desplegar en la matriz de leds sea u n smbolo diferente. Por ejemplo, sipor el manipulador se ingresa el cdigo Morse correspondiente a la letra A, la memoria,

que dependen de la salida del Codificador y del contador2, generar paquetes de bits detal manera que se vea de la siguiente forma:


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29

Como el SELECTOR DE CARACTERES va a las direcciones de la memoria, es posiblemodificar los paquetes de bits que se obtendrn en el proceso de despliegue de la matriz.

Asumiendo que inicialmente el SELECTOR DE CARACTERES se encontraba en 00,cdigo que asignaremos a las maysculas, y que al cambiar este cdigo por 01, queasignaremos para las minsculas, este cdigo modifique la direccin de la memoria parala combinacin correspondiente a la letra A, de modo que al ser desplegadas los

paquetes de bits obtenidos de la memoria se vea de a siguiente forma:

Que sera una a minscula. De la misma forma es posible modificar el paquete de bits

generados por la memoria de acurdo a lo que mas conveniente sea. Por ejemplo, paraescribir nmeros con mayor rapidez, se puede asociar un nmero a un cdigo Morse decorta duracin (la menor cantidad de combinaciones posibles de puntos y/o rayas),

simplemente cambiando el Selector de Caracteres a 10 que es el que asignaremos a losnmeros. Estas asignaciones se lo desarrollar en la seccin MEMORIA.

Como se tiene 2 bits del Selector de Caracteres, es posible asignar a un Cdigo Morse,como ser A (punto raya) 4 diferentes visualizaciones en la matriz de led`s.

Las asignaciones sern de la siguiente forma:

A6 A7

0 0 Maysculas

0 1 Minsculas1 0 Nmeros

1 1 Otro cdigo

Donde Otro cdigo ser la seleccin que asigne a una combinacin de puntos y rayas,

un nuevo smbolo a desplegarse.


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30

MEMORIA:

En la seccin CODIFICADOR vimos el nuevo cdigo que es el que ingresa a lasdirecciones de la memoria. Tomando en cuenta el anlisis de las secciones CONTADOR2y SELECTOR DE CARACTERES, todos estos van a las direcciones de memoria,

realizaremos una tabla que ser lo que se debe grabar en la memoria para conseguir losdespliegues requeridos (ver Tabla II)

De esta misma manera, se grabar en la memoria para cuando el selector de caracteressea cambiado a minsculas (01), nmeros (10) y para otros cdigos (11) modificando elcontenido de tal forma que de visualice como minsculas.

2.6 Seleccin de componentes

MANIPULADOR:

El pulsador que se encuentra en el ratn de la computadora es adecuado para utilizarlocomo manipulador.

Para el latch eliminador de rebotes con compuerta AND utilizaremos el CI 74LS00

DETECTOR DE PULSOS LARGOS, DETECTOR DE ESPACIOS ENTRE LETRAS:

La duracin del pulso largo ser de 0.5 segundos aproximadamente al igual que el delespacio entre letras, para obtener los valores de los componentes usaremos la frmula:

si que puede ser reemplazado por un

potencimetro de 10K , y los dems componentes sern de valores convencionales.

Q* Q Q Q*

U2A

74LS00D

1

23

U2B

74LS00D

4

5

6

J1

Key = Space

2

4

1

3

R1100

1

2

R2100

1

2

1

VCC

5V1

VCC

5V1

_Q

Q


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31

dpl deel

CONTADOR1:

De acuerdo a la figura 11, se necesita un contador con borrado asncrono y por lo menosde tres bits. El CI 74LS161 es un contador de cuatro bits con borrado asncrono querealiza el borrado cuando clearse encuentra en nivel bajo, y es de flanco ascendente, porlo que se conectar a para realizar el conteo.

REGISTRO1 SERIE/PARALELO:

El CI 74LS164 es un registro de 8 bits de entrada serial y salida en paralelo, es de flancoascendente y borrado en nivel bajo. Este registro tiene dos entradas A y B, lo que seregistra es A AND B, es por esto que una de las entradas (B) se conectar a Vcc y la otra

(A) se conectar al detector de pulsos largos negado , de acuerdo a la figura 12 a lavez que la seal de clock ser conectada a . Vale recordar que de acuerdo al diseo,solo se utilizar los primeros 5 bits de salida (QA QE).

VCC

OUT

U1555_TIMER_RATED

GND

DIS

RST

THR

CON

TRI

VCC

5V

C110nF

R45k

C2100F

Q1

BC548B

R32k

VCC

OUT

U3555_TIMER_RATED

GND

DIS

RST

THR

CON

TRI

VCC

5V

C310nF

R55k

C4100F

Q2

BC548B

R62k

U4

74LS161D

QA 14

QB 13

QC 12

QD 11

RCO 15

A3

B4

C5

D6

ENP7

ENT10

~LOAD9

~CLR1

CLK2


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REGISTRO2 (8 bits) Paralelo/paralelo:

El registro que cumple las caractersticas y requerimientos del diseo es el CI 74LS273que es un registro de entrada y salida paralela de 8 bits es de flanco ascendente por loque se sincronizar con la seal (ver figura 13)y se ve que no necesita de unborrado.

CODIFICADOR:

Para esta seccin se utilizar la MEMORIA EPROM 2816 como codificador, ya que deesta manera se llega a reducir, para el diseo, la cantidad de componentes y lasdimensiones del circuito.

El cdigo binario asignado a un cdigo Morse, es de 8 bits, la salida de 6 bits, por lo tantosolo sern utilizado sesta cantidad de entradas y salidas.

U5

74LS164D

QA 3

QB 4

QC 5

QD 6

A1

B2

~CLR9

CLK8

QE 10

QF 11

QG 12

QH 13

U6

74LS273N

1D3

2D4

3D7

4D8

5D13

6D14

7D17

8D18

~CLR1

CLK11

1Q 2

2Q 5

3Q 6

4Q 9

5Q 12

6Q 15

7Q 16

8Q 19

U7

A922A823A71

A44

A53

A62

A35

A17

A26

A08

~OE20

~CS18

A1019

I/O0 9

I/O1 10

I/O2 11

I/O3 13I/O4 14

I/O5 15

I/O6 16

I/O7 17

~WE21

AT28C16


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33

CLOCK:

Que es el que controla la segunda parte del circuito pero su frecuencia de oscilacin se loaprecia en el desplazamiento del display.

El periodo de oscilacin de del clock esta dado por: , dondey . Para una frecuencia de 5Hz se tiene un periodo de 0.2

[seg], entones y

si tenemos:

KKRBC

thRA

KC

tlRB

511010*2ln

12.0

*2ln

1210*2ln

08.0

*2ln

Resultando:

DISPLAY

Por la cantidad de LED`s a utilizarse, se necesitar la misma cantidad de registros que es6x8, sabemos que el CI 74LS273 es un registro de 8 bits, por lo tanto utilizaremos 6 deestor registros:

VCC

OUT

U8555_TIMER_RATED

GND

DIS

OUTRST

THR

CON

TRI

VCC

VCC

5V

VCC

1

RB12k

1

2

C610F 2

1

C5

10nF

21

RA5k

1

2


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34

CONTROL DEL DISPLAY:

De acuerdo al circuito propuesto en el anterior punto (ver figura 17) se utilizar los CIsiguientes:

74LS08, 74LS32, 74LS74, 74LS04.


clock

V10V

CP1CP2

Q1Q2

V2

74LS273MRCPD7D6D5D4D3D2D1D0

Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U1474LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U1374LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U1274LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U1174LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U1074LS273


Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

U9

U18A74LS04D

2

1

U18B74LS04D

4

3

U15A

74LS08D

1

2

3

U15B

74LS08D

4

56

U16A

74LS32D

1

2

3

U16B

74LS32D

4

5

6

U17A

74LS74D

1D2 1Q 5

~1Q 6

~1CLR

1

1CLK3

~1PR

4 U17B

74LS74D

2D12 2Q 9

~2Q 8

~2CLR

13

2CLK11

~2PR

10

U15C

74LS08D

9

10

8

U15D

74LS08D

12

1311

J2Key = 1

1

2

J3Key = 2

1

2

VCC

5V1

VCC

5V1

1

1

VCC

5V1

R9330

1

2

R10330

1

2

VCC5V

1

DCN Reinicio

Clock


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35

De acuerdo al circuito propuesto en el anterior punto (ver figura 20) se utilizar los CIsiguientes:

74LS08, 74LS86, 74LS74 o 74LS174.

CONTADOR 2:

De acuerdo a la figura 21, se necesita un contador con borrado sncrono y por lo menosde tres bits. El CI 74LS163 es un contador de cuatro bits de flanco ascendente conborrado sncrono que realiza el borrado cuando clear se encuentra en nivel bajo y enpresencia de un flanco ascendente, de acuerdo al diseo realizado, el borrado ser elNAND de dos bits del contador como se muestra:

SELECTOR DE CARACTERES:

Como se haba mencionado, este selector solo consta de una llave que van a dosdirecciones de la memoria que son A6 y A7, por lo tanto pueden realizarse 4combinaciones posibles. En la prctica se implementar una llave de la siguienteconfiguracin:

U21A

74LS08D

1

23

U20A

74LS86D

1

23

U19B

74LS74D

2D12 2Q 9

~2Q 8

~2CLR

13

2CLK11

~2PR

10

VCC

5V1

VCC

5V1

deel

Clock

DCN

U22

74LS163D

QA 14

QB 13

QC 12

QD 11

RCO 15

A3

B4

C5

D6

ENP7

ENT10

~LOAD2

~CLR1

CLK9

U2C74LS00D

910

8

VCC

5V1

Clock

Reinicio


37/70



36

Esta llave solo permite la conexin ente dos terminales a la vez a travs de una palanca.

Para nuestro diseo, cuando la palanca est en una posicin, esta posicin ser llevada a0 lgico (tierra) y todas las dems estarn en 1 lgico (Vcc).

Se asignar nombres a cada posicin como sigue:

Se tomar en cuenta las selecciones de B, C, D y E para las direcciones de memoria y A,F, G y H como un inhabilitador, todo esto mediante un codificador como se muestra en lasiguiente tabla:

ENTRADAS SALIDAS

H G F A E D C B CS A6 A7

1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1

1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 0

1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1 1 x x

1 1 0 1 1 1 1 1 1 x x

1 0 1 1 1 1 1 1 1 x x

0 1 1 1 1 1 1 1 1 x x


38/70


39/70



38

MEMORIA:

Se implementar una MEMORIA EPROM 2816, en el que el grabado se lo relazar deacuerdo a LA TABLA II y las salidas deben conectarse al primer registro del display.

U23

74LS148D

A0 9

A1 7

A2 6

GS 14D313

D41

D52

D212D111D010

D74D63

EI5

EO 15

Key = A 18

Key = B 27

Key = C 36

Key = D 45

Key = E 18

Key = F 27

Key = G 36

Key = H 45

1

A6

A7

1

VCC

5V1

R11

1X8SIP

330

2 3 4 5

1

6 7 8 9

CSU18C

74LS04D

65

U24

A922A823A71

A44

A53

A62

A35

A17

A26

A08

~OE20

~CS18

A1019

I/O0 9

I/O1 10

I/O2 11

I/O3 13

I/O4 14

I/O5 15

I/O6 16

I/O7 17

~WE21

AT28C16


40/70



39

2.7 Circuitos resultantes

U2A

74LS00D

1 2

3

U2B

74LS00D

4 5

6

J1

Key=Space2 4

1 3

R1

100

1 2 R2

100

1 2

1

VCC

5V

1

VCC

5V1

VCC

OUT

U1

555_

TIMER_

RATED

GND 1

DI

S

2

3

RST

4

THR

5

CON

6

TRI

7

8

VCC

5V

1

1

C1

10nF

21

R4

5k

1 2

C2

100F

21

Q1

BC548B

13

2R3

2k

1 2

U4

74LS161D

QA

14

QB

13

QC

12

QD

11

RCO

15

A

3

B

4

C

5

D

6

ENP

7

ENT

10

~L

OAD

9

~CLR

1

CLK

2

U5

74LS164D

QA

3

QB

4

QC

5

QD

6

A

1

B

2

~CLR

9

CLK

8

QE

10

QF

11

QG

12

QH

13

U6

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U7

HM6116A120

A9

22

A8

23

A7

1

A4

4

A5

3

A6

2

A3

5

A1

7

A2

6

A0

8

~OE

20

~CS

18

A10

19

I/O0

9

I/O1

10

I/O2

11

I/O3

13

I/O4

14

I/O5

15

I/O6

16

I/O7

17

~WE

21

U13

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U12

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U10

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U9

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U11

74LS273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

U18A

74LS04D

21

U18B

74LS04D

43

U15A

74LS08D

1 2

3

U15B

74LS08D

4 5

6

U16A

74LS32D

1 2

3

U16B

74LS32D

4 5

6

U17A

74LS74D

1D

2

1Q

5

~1Q

6

~1CLR

1

1CLK

3

~1PR

4

U17B

74LS74D

2D

12

2Q

9

~2Q

8

~2CLR

13

2CLK

11

~2PR

10

U15C

74LS08D

9 10

8

U15D

74LS08D

12

13

1

1

J2

Key=1

1 2

J3

Key=2

12

VCC

5V

1

VCC

5V

1

1

1

VCC

5V1

R9

330

12

R10

330

12

VCC

5V1

U21A

74LS08D

1 2

3

U20A

74LS86D

1 2

3

U19B

74LS74D

2D

12

2Q

9

~2Q

8

~2CLR

13

2CLK

11

~2PR

10

VCC

5V

1

VCC

5V1

U22

74LS163D

QA

14

QB

13

QC

12

QD

11

RCO

15

A

3

B

4

C

5

D

6

ENP

7

ENT

10

~L

OAD

2

~CLR

1

CLK

9

U2C

74LS00D

9

10

8

VCC

5V

1

U23

74LS148D

A0

9

A1

7

A2

6

GS

14

D3

13

D4

1

D5

2

D2

12

D1

11

D0

10

D7

4

D6

3

EI

5

EO

15

J

4A

Key=A

1

8

J

4B

Key=B

2

7

J

4C

Key=C

3

6

J

4D

Key=D

4

5

J

5A

Key=E

1

8

J

5B

Key=F

2

7

J

5C

Key=G

3

6

J

5D

Key=H

4

5

1

1

VCC

5V

1

R11

1X8SIP

330

2

3

4

5

1

6

7

8

9

U24

HM6116A120

A9

22

A8

23

A7

1

A4

4

A5

3

A6

2

A3

5

A1

7

A2

6

A0

8

~OE

20

~CS

18

A10

19

I/O0

9

I/O1

10

I/O2

11

I/O3

13

I/O4

14

I/O5

15

I/O6

16

I/O7

17

~WE

21

VCC

OUT

U3

555_

TIMER_

RATED

GND 1

DI

S

2

3

RST

4

THR

5

CON

6

TRI

7

8

VCC

5V

1

1

C3

10nF

21

R5

5k

1 2

C4

100F

21

Q2

BC548B

13

2R6

2k

1 2

U18D

74LS04D

8

9

VCC

5V

1

U18E

74LS04D1

0

11

VCC

OUT

U8

555_

TIMER

_RATED

GND 1

DI

S

2

3

RST

4

THR

5

CON

6

TRI

7

8

VCC

5V

1

C510nF

21

C6

10F

21

RA

5k

1 2

RB

12k

1 2

LED1

A C

R12

330

1

2

1

U

14

74LS

273N

1D

3

2D

4

3D

7

4D

8

5D

13

6D

14

7D

17

8D

18

~CLR

1

CLK

11

1Q

2

2Q

5

3Q

6

4Q

9

5Q

12

6Q

15

7Q

16

8Q

19

VCC

5V1

U16C

74LS32D

9 10

8

U25A

74LS393D

1QA

3

1QB

4

1QC

5

1QD

6

1INA

1

1CLR

2

U21B

74LS08D

4 5

6

U26A

74LS08D

1 2

3

U27A

74LS86D

1 2

3

U2

8B

74LS74D

2D

12

2Q

9

~2Q

8

~2CLR

13

2CLK

11

~2PR

10

VCC

5V1

U16D

74LS32D

12

13

11


41/70



40


42/70



41

III

PRUEBAS EN LABORATORIO


43/70



42

CAPITULO 3Este captulo tiene la finalidad de ayudar con las pruebas de funcionamiento en cadaetapa, durante el armado de este proyecto. Como se trata de un circuito digital, laspruebas consistirn en comprobacin de las etapas lgicas y secuenciales.

3 Instrumentacin

3.1 Equipo de medida utilizadaPara cada etapa es necesario un visualizador de niveles, es decir, LEDs, ya sea enunidad o en paquete de bits dependiendo del carcter de la salida.

3.2 Gua de mediciones

3.3 Pruebas de laboratorio3.4 Resultados de la medicin

MANIPULADOR:

Designar una nica salida a Q y otra a Q*, don de Q es la salida que permanece en nivelbajo cuando no se est presionando el manipulador, y Q* es el que est en nivel altocuando no se est presionando el manipulador, estado al cual llamaremos reposo.

DETECTOR DE PULSOS LARGOS y DETECTOR DE ESPACIOS ENTRE LETRAS:

Conectar a las entradas respectivas Q y Q* de acuerdo a lo diseado en el captulo 2 enestas respectivas secciones.

En las diferentes modalidades o estados posibles, se deber obtener las siguientescaractersticas:

Terico Prctico

dpl del dpl delReposo 1 0Punto 1 1Raya 1-0 1

Espacio 1 1-0

CONTADOR1 y REGISTRO1 SERIE/PARALELO:

Recordemos que estos dos bloque tienen la finalidad de da asignar un cdigo binario de 8bits a cada smbolo, por lo tanto, de acuerdo a la Tabla 1 se debe verificar para cualquiersmbolo seleccionado.

Se deber realizar las conexiones como se indican en el diseo de esta seccin.

SmboloCod.

MorseCNT 1 REGISTRO1

QC QB QA QA QB QC QD QE


44/70


45/70



44

Considerando que el paso 2 empieza en el flanco de subida y que tanto el contador comolos registros del display son de flanco ascendente, el circuito resulta de la siguientemanera:


Verificar el pulso de cambio de nivel una vez terminada la secuencia de escritura. Laduracin de este pulso es variable.

CONTADOR 2:


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45

Verificar que este contador realice el conteo de 6 posiciones a partir del Paso 2, y deacuerdo a esto realizar el sistema combinacional para la seal de reinicio y borrado.Tambin se deber tomar en cuenta este conteo por que estos llegan a ser direcciones dememoria, por lo tanto tomarlos en cuenta en el momento de grabar datos en la memoria.

Valor de inicio Valor final001 110

Estos bloques son los ms fundamentales en el armado de este circuito, a partir de estoslos dems son complementarios, pero de la misma forma son necesarios su verificacinindividual siguiendo el diseo para cada mdulo en su respectiva seccin.


47/70



46

IV

ANALISIS ECONNICO


48/70



47

CAPITULO 4

4.1 Elaboracin de costos del proyectoDe acuerdo a lo utilizado para la realizacin de este proyecto, se mostrar a continuacinla lista de precios promedio para cada componente.

COMPONENTE CANTIDADCOSTO

[Bs]U1, U3, U8 555 3U2 74LS 00 1U4 74LS 393 1U5 74LS 164 1U6, U9, U10, U11, U12, U13, U14 74LS273 7U7, U24 2816 2U15, U21 74LS 08 2

U16 74LS 32 1U17, U19 74LS 74 2U18 74LS 04 1U20 74LS 86 1U22 74LS 163 1U23 74LS 148 1 5R1, R2 1k 2 0.5R3, R5 2k 2 0.5R4, R5, RA 5k 3 0.75RB 12k 1 0.25R9, R10, R11330 3 1C1, C3, C5 10nF 2C6 10 F 1C2, C4 100F 2Q1, Q2 BC548 2

Total 42

Otros materiales utilizados son:

Componente Cantidad Costo [Bs]LED's 48 12Placa 1 5Paquete de resistencias 1 0,5

La eleccin de componentes es asunto opcional para el armado. Para la elaboracin deeste proyecto se utilizaron algunos componentes de similar funcionamiento, y que realizanla misma accin que se dise.


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48

V

CONCLUSIONES


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49

CAPITULO 5

5 Conclusiones y Recomendaciones

5.1 ConclusionesUna forma eficiente de desarrollar sistemas, y que en la actualidad se presentaimprescindible, es a travs de la digitalizacin del sistema, se logr obtener un sistemadigital que representa a un telgrafo y que fsicamente a la entrada del sistema tiene elmodelo de un manipulador del telgrafo, y no es necesario ninguna adaptacin oconocimiento extra para manipularlo.

Se evidenci la facilidad de procesar o manipular un cdigo binario, que en este caso erael cdigo nico asignado a cada smbolo, y se la descodific de un lenguaje de 0 y 1s a

algo entendible como es el alfabeto conocido.De esta forma este sistema fue utilizado con un cdigo universal que es el Cdigo Morsey as es posible su aplicacin en diferentes mbitos como la transmisin digital o como unsimple decodificador.

En el diseo de este proyecto solamente intervinieron conocimientos y componentesbsicos de Sistemas Digitales I, dndole a esta rama una aplicabilidad muy extensa endiferentes mbitos.

5. 2 RecomendacionesEs bueno realizar pruebas de funcionamiento en cada etapa del diseo para as detectar

los errores de una forma rpida.

La base de funcionamiento de cada compuerta, FFs, etc. conciben ideas, las cualespueden mejorar las formas del diseo o tambin pueden resolver algunos problemascomo ser de sincronismo, estabilidad, etc. as que se deber tomar en cuenta esto parauna posible mejora del circuito, o simplemente para verificar el funcionamiento de unmdulo. Tambin las hojas de datos proporcionan gran informacin de cada componente,que con habilidad necesaria es posible generar ideas innovadoras.

Bibliografa


51/70



50

AnexosAlgunas caractersticas de los componentes que se puedes utilizar para el desarrollo del circuito:

74LS00

74LS161 74LS 163

74LS08

74LS164

74LS273


52/70



51

74LS32

74LS74

74LS04

74LS86

74LS393

74LS148


53/70



52

A0 - A10 Lneas de direcciones

I/O1 I/O8 Entrada y salida de datos

(CE)' Habilitador del chip

(OE)' Habilitador de las salidas

Vpp Voltaje de programacin

Vcc + 5 Volts

GND (Ground).


54/70



53

Tablas

TABLA I

NLetra/

Nmero

CdigoBinario Nuevo cdigo

A0 A7I/O3

I/O4

I/O5

I/O6

I/O7

I/O8

1 A 010 10000 0 0 0 0 0 12 B 100 00010 0 0 0 0 1 03 C 100 01010 0 0 0 0 1 14 Ch 100 11110 0 0 0 1 0 05 D 011 00100 0 0 0 1 0 16 E 001 00000 0 0 0 1 1 07 F 100 01000 0 0 0 1 1 18 G 011 01100 0 0 1 0 0 0

9 H 100 00000 0 0 1 0 0 110 I 010 00000 0 0 1 0 1 011 J 100 11100 0 0 1 0 1 112 K 011 10100 0 0 1 1 0 013 L 100 00100 0 0 1 1 0 114 M 010 11000 0 0 1 1 1 015 N 010 01000 0 0 1 1 1 116 101 11011 0 1 0 0 0 017 O 011 11100 0 1 0 0 0 118 P 100 01100 0 1 0 0 1 019 Q 100 10110 0 1 0 0 1 120 R 011 01000 0 1 0 1 0 021 S 011 00000 0 1 0 1 0 122 T 001 10000 0 1 0 1 1 023 U 011 10000 0 1 0 1 1 124 V 100 10000 0 1 1 0 0 025 W 011 11000 0 1 1 0 0 126 X 100 10010 0 1 1 0 1 027 Y 100 11010 0 1 1 0 1 128 Z 100 00110 0 1 1 1 0 029 1 101 11110 0 1 1 1 0 130 2 101 11100 0 1 1 1 1 031 3 101 11000 0 1 1 1 1 1

32 4 101 10000 1 0 0 0 0 033 5 101 00000 1 0 0 0 0 134 6 101 00001 1 0 0 0 1 035 7 101 00011 1 0 0 0 1 136 8 101 00111 1 0 0 1 0 037 9 101 01111 1 0 0 1 0 138 0 101 11111 1 0 0 1 1 039 110 011110 1 0 0 1 1 1


55/70



54

40 / 101 01001 1 0 1 0 0 041 , 110 110011 1 0 1 0 0 142 110 010010 1 0 1 0 1 043 : 110 000111 1 0 1 0 1 144 - 110 100001 1 0 1 1 0 045 = 101 10001 1 0 1 1 0 1

46 ? 110 001100 1 0 1 1 1 047 ( ) [ ] 110 101101 1 0 1 1 1 148 ; 110 010101 1 1 0 0 0 049 . 110 101010 1 1 0 0 0 150 Enterado 101 01000 1 1 0 0 1 051 Error 110 000000 1 1 0 0 1 152 Espera 101 00010 1 1 0 1 0 053 Fin de texto 110 101000 1 1 0 1 0 154 Fin del mensaje 101 01010 1 1 0 1 1 055 Recibido 011 01000 0 1 0 1 0 056 Subrayado de

texto

101 00011 1 00 0 1 1


56/70



55

TABLA II

Smbolo

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decodificador de cÓdigo morse etn 640

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