práctica 2. entrenador

FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES

Prctica 2:

Entrenador

Curso acadmico: 2015-2016

Juan Estupian DazVicente A. Garca Alcntara

Manuel Gascn de Toro Jos Gutierrez Fernndez

Antonio Leal Hernndez Toms Piqueras Garca

LABORATORIO DEFUNDAMENTOS DE COMPUTADORES

PRCTICA 2

INTRODUCCIN AL ENTRENADOR

ANALGICO-DIGITAL ETS-7000 CE

Prctica 2: Introduccin al Entrenador Analgico-Digital ETS-7000 CE 1

INTRODUCCIN (I)

Objetivo Principal: aprendizaje del manejo y

funcionamiento del entrenador como

herramienta de trabajo.

Objetivo Adicional: manejar circuitos

integrados (chips) con tecnologa TTL.

Mtodo: basado en ejemplo.


INTRODUCCIN (II)

En Fundamentos de Computadores interesa elmodelo lgico ms que el fsico (variables fsicas).

Mundo FsicoVoltios5 Voltios0 Voltios

Mundo LgicoValores lgicos1 (lg. positiva)0 (lg. positiva)

A B F00

05

05

55

05

05

A B F00

01

01

11

01

01


Para la realizacin de las prcticas se seguirnla siguiente lista de pasos y/o metodologas: Diseo top-down: Problemas complejos, sedividen en subproblemas ms sencillos, msfciles de resolver. Se unen las soluciones. Estudio terico: Resolver, sobre el papel, deforma terica, la prctica. Circuito/Esquema lgico: Descripcin de loscircuitos mediante puertas y bloquesfuncionales. Circuito/Esquema fsico: Descripcin de loscircuitos mediante chips.

INTRODUCCIN (III)


ENTRENADOR (I)

Entrenador analgico-digital ETS-7000 CE.

Combina funcionalidades necesarias para

experimentar prcticamente el diseo de

circuitos electrnicos, tanto digitales (que son

los que se montan en FC) como analgicos.


ENTRENADOR (II)

Es un conjunto de dispositivos. Equipado con:

1. Tarjeta de montaje: matriz de puntos.

2. Fuente de alimentacin de corriente continua.

3. Potencimetros.

4. Generador de funciones.

5. Microinterruptores.

6. Generadores de pulsos.

7. Altavoz de 8 - vatio.8. Juego de conectores (para otros dispositivos).

9. Dos displays BCD de siete segmentos.

10. Ocho diodos leds.

11. (Conector para PC).


VISTA FRONTAL (I)


VISTA FRONTAL (II)

1

23

45 6

789

10


MATRIZ DE MONTAJE (I)

En este momento, el primer problema que se planteaes cual va a ser el "espacio de trabajo".Al hacer el Estudio Terico, est claro, el papel. Alsimular los circuitos, la aplicacin dispone de dichoespacio (Workspace o Circuit Window).Pero, y en el mundo real?. En este caso, se tendrnque poder usar circuitos integrados, cables para"conducir" la electricidad, habr que realizarconexiones entre componentes,

Para ello, MATRIZ DE MONTAJE (tambinllamada protoboard). Identificada con el "1" en latransparencia titulada "VISTA FRONTAL (II)".


MATRIZ DE MONTAJE (II)


MATRIZ DE MONTAJE (III)

Su funcionamiento se basa en el principio de

que dos puntos unidos (cortocircuitados) por

conductor (metal) tienen el mismo voltaje.

MetalAislanteConector

V voltios

V voltios V voltios V voltios


MATRIZ DE MONTAJE (IV)

Evidentemente, dos puntos NO unidos (en

abierto) por conductor NO tienen por que tener

el mismo voltaje.


V0 voltios V0 voltios V1 voltios V1 voltios

V0 voltios V1 voltios

Como tener igual voltaje en ambos sitios?.


MATRIZ DE MONTAJE (V)

Para poner el mismo voltaje, usamos un puente

(con un cable, que es un trozo de metal,

conductor, recubierto por un aislante, plstico).


V voltios

V voltios

V voltios

V voltios V voltios


MATRIZ DE MONTAJE (VI)

De forma similar se acta cuando se quieren"conectar" dos componentes.

Por ejemplo, dos pines de dos circuitos integradosdiferentes:

AislanteMetalMetal

Cable

C. I.C. I.


MATRIZ DE MONTAJE (VII)

Uso: Facilitaconexionadode circuitosintegrados.

El conductor(metal), estpor debajo.

Lo que se vees el aislante(plstico).


MATRIZ DE MONTAJE (VIII)

Detalle de laMatriz deMontaje.


Incremental, esto es:1. colocar adecuadamente los chips,2. conectar alimentacin y tierra a cada chip,3. probar que los chips funcionan correctamente,

4. realizar el montaje, puerta a puerta, comprobando

que cada puerta funciona correctamente. Si falla

una puerta, RESOLVER el problema. Si no falla,

montar siguiente puerta.5. comprobar, al final, que el circuito montado realiza

la funcin para la cual fue diseado.

METODOLOGA


COLOCACIN CIs (I)

Montaje: colocar el/los circuitos necesario enla matriz de montaje de forma correcta (estoes, NINGN pin cortocircuitado con otro).


COLOCACIN CIs (II)

Recordatorio de como est el metal bajo elaislante en la matriz de montaje.


COLOCACIN CIs (III)

ESENCIAL: NINGN pin cortocircuitado conotro u otros y todos con conexiones posibles.

74xxx

74xxx

74xxx

74xxx


COLOCACIN CIs (IV)

Est bien colocado?

74xxx

74xxx

74xxx

74xxx

?

NO!, pines cortocircuitados y otros "al aire",sin "pinchar", sin poderles conectar cosas.


COLOCACIN CIs (V)

74xxx

74xxx

74xxx

74xxx?

Est bien colocado?NO!, pines cortocircuitados.


COLOCACIN CIs (VI)

74xxx

74xxx

74xxx

74xxx

?

Est bien colocado?SIIII!, cada pin tiene "su trozo" de metalindependiente de los de los dems pines.


COLOCACIN CIs (VII)

74xxx

74xxx

74xxx

74xxx

OK

?

Est bien colocado?NO!, pines cortocircuitados y otros "al aire",sin "pinchar"


COLOCACIN CIs (VIII)

Resumiendo:

74xxx

74xxx

74xxx

74xxxOK


EJEMPLO

El ejemplo para la explicacin ser el Circuitode las Votaciones.Al ser montaje prctico, reales, se tiene queemplear para su implementacin el circuitofsico (ya realizado en el Estudio Terico).


COLOCAR CIs (I)

Siguiendo la metodologa indicada, el primerpaso es:1. colocar adecuadamente los chips,

En la mesa estn los dos integrados necesariospara esta demo de uso. Identifquelos ypngalos sobre la matriz de montaje, sinapretar, CORRCTAMENTE (7408 a laizquierda del 7432).

El profesor pasar por el puesto y le informarsobre si estn bien colocados o no.


7408 7432

COLOCAR CIs (II)


Vcc / GND CI (I)

Siguiente paso "METODOLOGA":2. conectar alimentacin y tierra a cada chip,

Como ya se vio en la prctica anterior(simulador), estos estaban en el grupo "fuentes(sources)", familia "fuentes de potencia".

En el entrenador, se encuentran en "dichoaparato" (en ingls, DC POWER), que secorresponde con el primer recuadro justo a laizquierda de la matriz de montaje.


FUENTE ALIMENTACIN CONTINUA

Notacin: Alimentacin Masa+ Vcc

AlimentacinMasa

Nota: En FCSIEMPRE


Vcc / GND CI (II)

7408 7432


Vcc / GND CI (III)

7408 7432

Alternativa1.Inconveniente: difcil"leer" elcircuito.


Vcc / GND CI (IV)

Alternativa2.Se entiendemejor elcircuito.Cable "dearriba haciaabajo",alimentacin('1').Cable de"abajo haciaarriba",tierra ('0').Adems,msconectores.

7408 7432


Siguiente paso en la METODOLOGA:3. probar que los chips funcionan correctamente,

Como las primeras puertas que se usan, son"atacadas" directamente por las entradas, este pasose realizar a la vez que se van montando estas"primeras" puertas.Posteriormente se ver como actuar si no son puertasde "primer nivel".En cualquier caso, como ya se sabe, para PROBARcomponentes y/o circuitos se necesitan interruptores(disponibles en el entrenador, numerados con elbloque nmero "5" en "VISTA FRONTAL (II)".

PROBAR CIs (I)


INTERRUPTORES (I)

Terminal SW4

A la salida del terminal SWX, se tendrn 0 voltios o 5voltios dependiendo de la posicin en la cual est elmicrointerruptorX ('0' o '1' lgico).


7408 7432

C B A

INTERRUPTORES (II)

Seidentificanlos mismos(variablesde entradaal circuito).


De igual forma, ya se vio que para COMPROBAR los

circuitos se empleaban leds, que de forma grfica

indican si les llega un '0' o un '1' lgico.

De nuevo, en entrenador usado dispone de leds para

dicho cometido. Se identificaron con el bloque nmero

"10" en la "VISTA FRONTAL (II)".

PROBAR CIs (II)


LEDs

Recordatorio. Un ledes un dispositivo quese ilumina si suentrada est a nivelalto (1) y permaneceapagado si est anivel bajo (0).Terminal 1 Led 1T1 = 0 => L1 off.T1 = 1 => L1 on.


PROBAR LEDs


7408 7432

C B A

SALIDA (I)


EJEMPLO

Montar (ycomprobar ala vez) laPRIMERApuerta.

VOT= C B + B A + C APara ello, hay que realizar las siguientes conexiones: Int C con 7408/12 (esto es, el microinterruptor C con el

pin 12 del c. i. 7408). De forma similar: Int B con 7408/13 7408/11 con Led7

7408 7432

C B APrctica 2: Introduccin al Entrenador Analgico-Digital ETS-7000 CE 41

Int C con7408/12

MONTAR/PROBAR (I)


Int B con7408/13

MONTAR/PROBAR (I)

7408 7432

C B A


7408/11 conLed7

MONTAR/PROBAR (I)

7408 7432

C B A


ENCENDIDO

Permite encender y apagarel entrenador para realizarlas SIMULACIONESnecesarias.

MUY IMPORTANTE,conectar el entrenadorSOLO cuando se vaya acomprobar algo.

Mientras se realice elmontaje, MANTENERAPAGADO.


MONTAR/PROBAR (I)

7408 7432

C B A

Comprobarpuerta.Como ANDde dosentradas,cumplir suTV:C B CB0 0 00 1 01 0 01 1 1


Qu problemas/errores podran aparecer y cmo se podran

resolver?.

Enumerar posibles problemas.

Enumerar posibles soluciones.

Si todo correcto, se puede quitar el cable usado para

comprobar el funcionamiento de la puerta empleada (el

marrn, llamado: 7408/11 con Led7.

MONTAR/PROBAR (II)


EJEMPLO

Si no hayerrores enmontajerealizadohasta ahora,montar (ycomprobar ala vez) laSEGUNDApuerta.

VOT= C B + B A + C AConexiones: Int B o 7808/13 con 7408/01 Int A con 7408/02 7408/03 con Led7

7408 7432


Int B o7808/13con7408/01

MONTAR/PROBAR (III)

7408 7432


Int A con7408/02

MONTAR/PROBAR (III)

7408 7432


7408/03con Led7

MONTAR/PROBAR (III)


MONTAR/PROBAR (III)

7408 7432

C B A

Comprobarpuerta.Como ANDde dosentradas,cumplir suTV:B A BA0 0 00 1 01 0 01 1 1


EJEMPLO

Si correcto,se puedequitar elcable marrndecomprobacin y se siguemontando (ycomprobandoa la vez) laTERCERApuerta.

VOT= C B + B A + C AConexiones: Int C o 7808/12 con 7408/09 Int A o 7808/02 con 7408/10 7408/08 con Led7

7408 7432


Int C o7808/12con7408/10

OJO: se hacambiado elorden depines que seusanrespecto alcircuitofsicomostrado.

MONTAR/PROBAR (IV)

7408 7432


Int A o7808/02con7408/09


MONTAR/PROBAR (IV)

7408 7432


7408/08con Led7

MONTAR/PROBAR (IV)


MONTAR/PROBAR (IV)

7408 7432

C B A

Comprobarpuerta.Como ANDde dosentradas,cumplir suTV:C A CA0 0 00 1 01 0 01 1 1


Paso en la METODOLOGA:3. probar que los chips funcionan correctamente,

El montaje contina con puertas que no son deprimer nivel, dependen de otras. En este caso, esmejor hacer las comprobaciones de las puertasNECESARIAS de forma independiente del restodel circuito.

Se prueba, a la vez, usando las mismas entradas ydiferentes salidas, las dos puertas que senecesitan del integrado 7432.

PROBAR CIs (III)


Se usarncomoentradas,a ambaspuertas,SW7 ySW6.

MONTAR/PROBAR (V)

7408 7432

C B A


Deldatasheet,entrada Ade puertas4 y 3, pines13 y 10.

MONTAR/PROBAR (V)

7408 7432

C B A

Conexiones:SW7 con7432/13 y7432/10


Deldatasheet,entrada Bde puertas4 y 3, pines12 y 09.

MONTAR/PROBAR (V)

7408 7432

C B A

Conexiones:SW7 con7432/12 y7432/09


Deldatasheet,salida depuertas 4 y3, pines 11 y08.

MONTAR/PROBAR (V)

7408 7432

C B A

Conexiones:7432/11 conled4 y7432/08con led7


MONTAR/PROBAR (V)

7408 7432

C B A

Comprobarpuertas.Como OR dedosentradas,cumplir suTV:SW7 SW6 "OR"

0 0 00 1 11 0 11 1 1


Qu problemas/errores podran aparecer y cmo se podran

resolver?.

Enumerar posibles problemas.

Enumerar posibles soluciones.

Si funcionan CORRECTAMENTE, seguir con montaje.

PROBAR CIs (IV)


EJEMPLO

Montar (ycomprobar ala vez) laCUARTApuerta.

VOT= C B + C A + B AConexiones: 7808/11 con 7432/12 7408/08 con 7432/13

7408 7432


7808/11 con7432/13


MONTAR/PROBAR (VI)

7408 7432


7408/08con7432/12


MONTAR/PROBAR (VI)


Como ya se comprob la puerta, no es necesario volver a

hacerlo.

As pues, CONTINUAR con el montaje.

PROBAR CIs (V)


EJEMPLO

Montar (ycomprobar ala vez) laQUINTApuerta.

VOT= C B + C A + B AConexiones: 7432/11 con 7432/10 7408/03 con 7432/09 7432/08 con led7

7408 7432


7432/11 con7432/10

MONTAR/PROBAR (VII)

7408 7432


7408/03con7432/09

MONTAR/PROBAR (VII)

7408 7432


7432/08con led7

MONTAR/PROBAR (VII)


ltimo paso de la METODOLOGA:5. comprobar, al final, que el circuito montado realiza la

funcin para la cual fue diseado.

Para ello, empleando la TV realizada en el Estudio Terico,verificar la CORRECCIN.

Si funciona mal, ENCONTRAR el error y reparar.

METODOLOGA

A B C VOT0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 11 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 1


Es BSICO, a la hora de DISEAR CIRCUITOS

electrnicos SABER si un circuito funciona

correctamente (para ello hay que realizar las

comprobaciones oportunas) y, en caso de

funcionamiento errneo, SABER encontrar el

problema para repararlo.

ESENCIAL


V. Garca, M. Gascn, A. Leal, J. L. Martn y T. Piqueras.

PRCTICA 2

ANEXO:OTROS DISPOSITIVOS


VISTA FRONTAL (II)

3

46789


POTENCIOMETRO

Nota:

En FC no se emplea.


GENERADOR DE FUNCIONES (I)

Genera, entre los terminales OUTPUT y GND,

una seal (sinusoidal, triangular o cuadrada)

peridica y simtrica, de frecuencia y amplitud

ajustable.

Nota: La frecuencia (F) es la inversa del

periodo (T).


GENERADOR DE FUNCIONES (II)

+V

-V

t

A volt

1 ciclo = 1 periodo = T = t0 seg

FUNCIN SINUSOIDAL

Frecuencia: F = 1/t0 seg-1


GENERADOR DE FUNCIONES (III)

+V

-V

t


FUNCIN TRIANGULAR

Frecuencia: F = 1/t0 seg-1A volt


GENERADOR DE FUNCIONES (IV)

+V

-V

t


FUNCIN CUADRADA

Frecuencia:F = 1/t0 seg-1A volt


GENERADOR DE FUNCIONES (V)

Frecuencia

Amplitud

Multiplicador

Tipo de seal

Terminal TTL Mode


GENERADOR DE FUNCIONES (VI)

Nota: En FC se emplea como seal de reloj, la

seal:

obtenida del terminal TTL MODE que es cuadrada, peridica, de frecuencia ajustable y amplitud 5 voltios.


GENERADOR DE FUNCIONES (III)

+V

t


FUNCIN CUADRADA TTL

Frecuencia:F = 1/t0 seg-15 volt

Vh

Vl

Con lgica positiva, Vh = 1 y Vl = 0.


INTERRUPTORESDE PULSOS (I)

Una seal se llama impusional si permanece en

un determinado estado (reposo) hasta que

ocurre un determinado evento que lleva la seal

a otro estado (activado) y pernanece en dicho

estado hasta que ocurre otro evento.

Existen seales impulsionales en las cuales el

pulso puede ser positivo o negativo.


INTERRUPTORESDE PULSOS (II)

PULSONEGATIVO

V

t0 t1 t

VH

VL

PULSOPOSITIVO

V

t0 t1 t

VH

VL


INTERRUPTORESDE PULSOS (II)

Terminal A

Terminal B

Al pulsar PA se genera en el terminal A un pulsonegativo que dura mientras est pulsado PA.Al pulsar PB se genera en el terminal B un pulsopositivo que dura mientras est pulsado PB.


ALTAVOZ

Nota:

En FC no se emplea.


ADAPTADORES

Se emplean parainterconectar elentrenador a otrosdispositivos.

Nota: En FC no seemplean.


DISPLAYS BCD (I)

ab

c

d

f

e

g

Dos tipos: Sin decodificar: cada segmento (led)se activa por separado. (Ejemplo: todosa 0 salvo b = c= 1 muestra un 1). Decodificado: se activan lossegmentos que el cdigo indica.(Ejemplo: si cdigo hexadecimal, D= B =1 y C = A = 0 mostrar una A(ilumina los segmentos a, b, c, e, f y g).

Led: diodo emisor de luz. Dispositivo que seenciende si su entrada est a 1 y permaneceapagado si es 0.Display: conjunto de leds.Display 7 segmentos: formado por 7 leds.


DISPLAYS BCD (II)

D1/D2 son dos displays de siete segmentos condecodificador BCD incluido, de tal manera quemuestra el valor decimal de la combinacin puesta enlos terminales de entrada D, C, B y A de BCD1/BCD2.

DCBA Dx0000000100100011

0123

0100010101100111

4567

10001001xxxx

89

Apagado


CONECTORES UNIVERSALES

Interfaz para conectar un PC (mediante puertosE/S) con el entrenador.Nota: en FC no se usa. (Por ello, quitado).


PRCTICA 2

INTRODUCCIN AL ENTRENADOR

ANALGICO-DIGITAL ETS-7000 CE

práctica 2. entrenador

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