Ing. Oscar Casimiro PariascaSem. 2013-II

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRONICALABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES II

LABORATORIO 1 : Circuitos TemporizadoresProfesor: Ing. Oscar Casimiro PariascaI. OBJETIVO:1. Utilizar adecuadamente el temporizador 555 y/o 556 y sus dos modos de operacin, ya sea como un

multivibrador astable o como un multivibrador monoestable2. Utilizar adecuadamente el CI74121, el CI74122 y el CI74123 y sus modos de trabajo, ya sea como un

multivibrador astable o monoestableII. MATERIALES y EQUIPO :- Protoboard, cables de conexin.- CI : LM555 (2) LM556 (1) , 74LS121, 74LS122, 74LS123- Resistencias: 100, 150, 470, 500, 1K, 1.5K, 3.3K, 6.8K, 10K(2), 18K(2), 47K, 100K, 1M(2), 10M, otros W.- Condensadores: 0.01F, 0.1F (2), 0.68F, 1F, 2F, 10 F, 25 F, 100 F , otrosIII. CUESTIONARIO PREVIO .1. Analizar el funcionamiento interno del CI. LM555. Describir el uso de sus terminales.2. Explicar los tres estados posibles de un temporizador 555 (alto, bajo y memoria). Cmo estn controlados

por los terminales de disparo y de umbral?. Describir el uso de los dems terminales.3. Determinar en forma analtica la frecuencia de la seal de salida de un CI 555 trabajando como

multivibrador astable. Cmo se calcula el Ciclo de Trabajo?. Calcular los tiempos en alto y bajo de la sealde salida del circuito del experimento. Cul es la frecuencia de salida.

4. Determinar en forma analtica el tiempo de duracin del pulso de salida de un CI 555 trabajando comomultivibrador monoestable. Calcular los tiempos de duracin del pulso de salida del circuito del experimento.

5. Explicar el uso y aplicaciones del CI 74LS121, como multivibrador astable y monoestable. Mostrar ladependencia del ancho de salida en funcin de los valores de la resistencia y del condensador externos.

6. Explicar el uso del CI 74LS122 y 74LS123 como un multivibrador astable y como un monoestable. Mostrarla dependencia del ancho de salida en funcin de los valores de la resistencia y del condensador externos.

7. Calcular y dibujar el circuito de un monoestable que genere un pulso de salida con un tiempo de duracin de 1segundo y 10 segundos.

8. Analizar y simular los circuitos de la parte experimental. Enve los circuitos de simulacin.9. Analizar el funcionamiento interno del CI. LM556. Describir el uso de sus terminales.IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL .- Los circuitos

mostrados son sugeridos. Ud. puede cambiar los valores delos componentes de acuerdo a su diseo. Verificarexperimentalmente solo uno de los circuitos astable y otromonoestable con el CI. 555.

1. Circuito MV. Astable : Conectar el circuito

Los tiempos ON/OFF dependen de R1, R2 y C1.Las formulas para calcular los tiempos Th , Tl y Tt son:Th = 0.693 X C1 X (R1 + R2)Th = 0.693 X .00001 X (1000 + 150,000) = 0.693 X .00001 X 151000 = 1.042 segTl = 0.693 X C1 X R2 = 0.693 X .00001 X 150,000 = 1.035 segEl Tiempo Total es: Tt = Th + Tl = 2.077 seg

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Ahora caculamos la frecuencia: F = 1/Tt = 0.5 Hertz (Hz) o ciclos por segundo.El Ciclo de Trabajo (Duty Cycle) es la razn del tiempo en ON al tiempo total:D.C = 1/2 o 50% (50% ON y 50% OFF)

Implemente otro circuito, para obtener los tiempos indicados en el grfico:C1 = 10 microfarad (.00001 Farad) R1 = 150K R2 = 47KTh = .693 X .00001 X 197,000Th = 1.365 seg.Tl = .693 X .00001 X 47,000Tl = .33 seg.El Ciclo de Trabajo (Duty Cycle) es ahora: 3:4 o 75%.% Duty Cyle = (Th/Tt) X 1002. Conectar el circuito astable mostrado:

Vcc=+9 voltios3. Observar las caractersticas de salida. Medir la

frecuencia.4. Reemplazar R1=10M por una resistencia R1=1M.

Observar la salida. Medir la frecuencia. Aumenta odisminuye?. Calcular el perodo T, tlow , thigh y el Ciclo de Trabajo para cada valor de resistencia.5. Reconectar el circuito cambiando ahora R1 = R2 = 10K y C = 0.1F . Conectar un diodo en paralelo con R2..Observar las caractersticas de salida. Medir la frecuencia. Calcular el ciclo de trabajo. Observar y medir lasformas de onda en los terminales 2 y 3 delcircuito

6. Circuito MV. Monoestable :Conectar el circuito mostrado.

Cuando el monoestable se dispara con el switch, elLed se enciende durante 2.75 seg y luego se apaga.El funcionamiento depende de R1 y C1. C2 se usasolo para evitar la inestabilidad del circuito. R2 seusa para mantener el disparo en alto hasta que elswitch lo lleva a tierra.Clculo para el Tiempo ON (T) :T = 1.1 X R1 X C1

T = 1.1 X 100,000 X .000025 = 2.75 SegundosAhora digamos que deseamos que el Led se enciendadurante 1 Minuto y 50 segundos.Pruebe con una resistencia de 1Mohm y un condensadorde 100uF. Verifique sus clculos. Dispare el circuito yobserve.7. Conectar el circuito monoestable de la figura 2.8. Observar el LED en la salida. Medir V39. Conectar momentneamente el terminal de disparo a

tierra y desconctelo rpidamente. Observar el LEDen la salida. Medir V3. Verificar nuevamenteconectando un diodo en paralelo con la resistencia de10K.

10. Cuando se dispara el monoestable, mida el tiempo de duracin del pulso de salida con un reloj.11. Calcule con los valores de los componentes, la duracin del pulso de salida.

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12. Compare los valores calculados y medidos de los pulsos de salida.13. Verificar el uso del terminal de restablecimiento. Dispare el monoestable e inmediatamente conecte el terminal 4

a tierra. Observar el LED de salida.14. Reemplazar la resistencia de 10M por una resistencia de 1M. Repetir sus observaciones y mediciones.15. Reemplazar ahora la resistencia de 1M por una resistencia de 10 K y el condensador de 0.68 F por un

condensador de 0.1F . Repetir sus observaciones y mediciones.

16.Disear e implementar un circuito astable y monoestable utilizando el CI74LS121 u otro.

En el grfico adjunto, correspondiente a uncircuito monoestable no redisparable, laduracin del pulso de salida Q se establececon los valores de R y C, segn:T=0.693 x R x CCalcular valores para un tiempo deduracin del pulso, de 10 segundos

En la siguiente figura, con el CI 74123,mostramos un circuito monoestableredisparable donde se indica su tabla deverdad, las formas de onda y la ecuacinpara determinar el ancho del pulso desalida:T= 0.33 x R x CVerificar como redisparar el circuito.

V. CUESTIONARIO FINAL:1. Describir el uso del CI. LM555 como Mv. Astable y monoestable2. Presente los clculos realizados para implementar los circuitos astable y monoestable de esta prctica.3. Analizar los resultados obtenidos en la parte experimental. Compare los valores tericos y los obtenidosexperimentalmente. Presentar tablas de datos, grficos, circuitos de simulacin, etc.4. Analizar el funcionamiento interno del CI. 74121 , 74122 y 74123 como temporizador.VI. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES.