Circuitos Electrónicos Digitales[1]

MÓDULO DE APRENDIZAJE

CUADERNO DE ESTUDIO

V E N E Z U E L A 2 0 0 5 S

AL

IDA

O

CU

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EN

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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO PARA LA ECONOMÍA POPULAR

INSTITUTO NACIONAL DE COOPERACIÓN EDUCATIVA

CICLO DE FORMACIÓN: BÁSICO COMPONENTE: TÉCNICO PRODUCTIVO MAB-TP-4

Diciembre, 2005

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO PARA LA ECONOMÍA POPULAR

INSTITUTO NACIONAL DE COOPERACIÓN EDUCATIVA

Especialistas en Contenido

Andrés Herrera Prof. Electrónica, E.T.I. “Leonardo Infante”

Chikon Hau Director de Ingeniería Eléctrica y Electrónica CHIKON HAU B.

Julio César Hernández. Prof. Electrónica. E.T.I. Gregorio Mc Gregory (Coche-Caracas)

Julio César Hernández. Prof. Electricidad y Electrónica. Consultor J.L. Asesoría Empresarial, C.A.

Especialistas Validadores

Julio César Hernández. Coordinador Electrónica. Instituto Universitario Jesús Obrero.

Jorge Pérez. Coordinador de Electrónica. E.T.I. Gregorio Mc Gregory.

Pablo Medina. Profesor de Electrónica. E:T:I: Leonardo Infante.

Raúl Reyes. Prof. Electrónica. E.T.I. Leonardo Infante.

José Ángel Guerra. Prof. Electrónica. Leonardo Infante.

Elaborado por:

Julio Cesar Hernández, Prof. Electrónica

Trascripción

Yaini Millán B. Asistente Administrativa J.L. Asesoría Empresarial, C.A.

Diagramación

William Chirinos Diseñador – Diagramador Independiente.

Supervisión y Revisión

Lic. Leida Bruzual P. Coordinadora General. J.L. Asesoría Empresarial, C.A.

Coordinación Técnica Estructural

División de Recursos para el Aprendizaje

Coordinación General

Gerencia General de Formación Profesional

Gerencia de Tecnología Educativa

1ra Edición 2005

Copyright INCE

ÍNDICE

Pág.

INTRODUCCIÓN

COMPONENTES DIGITALES

Compuertas Lógicas ................................. .........05

Compuerta AND ...................................... ............05

Compuerta OR ....................................... .............06

Compuerta NOT ...................................... ............07

Combinación de Puertas

Lógicas ............................................ ....................08

Utilización de puertas lógicas ..................... ......08

Prácticas Compuerta NAND ........................... ...09

Compuerta NOR...................................... ............10

Compuerta OR Exclusiva............................. ......12

Compuerta NOR Exclusiva ............................ ....13

Conversión de Puertas Utilizando

Inversores......................................... ...................14

Combinación de puertas lógicas ..................... .15

Lógicas Flip-Flops ................................. .............16

Contadores......................................... .................23

Registros de Desplazamiento ........................ ... 29

Codificadores...................................... ................ 33

Decodificadores.................................... .............. 37

Sistemas de visualización .......................... ....... 43

Display de Cristal Líquido (LCD)................... .... 45

Display Fluorescente al

Vacío (VFD) ........................................ ................. 48

Convertidores ...................................... ............... 51

Disparador Schmitt ................................. ........... 55

ENSAMBLAJE DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Definición. ........................................ ................... 59

Ensamblaje de Contador Fotoeléctrico............ 59

Ensamblaje de un Capacímetro Digital. ........... 61

Ensamblaje de una Cerradura Codificada ....... 64

Ensamblaje de un Frecuencíometro Digital..... 65

GLOSARIO ........................................... ............... 65

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.................... 67

INTRODUCCIÓN

El presente cuaderno de estudio corresponde a la Salida

Ocupacional Ensamblador de Circuitos Electrónicos ,

del Módulo de Aprendizaje “Circuitos Electrónicos

Digitales” , Ciclo de Formación Básico y Componente

Técnico-Productivo, ha sido elaborado como instrumento

guía tanto al facilitador como al sujeto de aprendizaje

para este tipo de formación.

Su estructura responde al Programa de Formación

concebido por el Instituto Nacional de Cooperación

Educativa para el desarrollo de la mencionada Salida

Ocupacional en el marco de la Misión Vuelvan Caras, en

su segunda fase.

La Electrónica digital ha penetrado todos los campos de

la actividad humana, desde los ambientes especializados

del campo militar, las ciencias, hasta las aplicaciones

cotidianas del hogar.

Este cuaderno de estudio, constituye una herramienta útil

para el aprendizaje, no solo por su contenido temático,

sino por algunas propuestas presentadas que conllevan

al sujeto de aprendizaje a emprender actividades para la

construcción de su propio conocimiento, el desarrollo de

habilidades y destrezas, al igual que la internalización y

organización de actitudes y valores, todo ello, con la

debida orientación del facilitador, bajo una concepción

constructiva y de participación constante.

En este material de estudio de Componentes

Electrónicos “Digitales” se especifican: los componentes,

sus tipos de fabricación, símbolos, los tipos de

encapsulados, sus características, funcionamiento,

códigos, nomenclaturas, aplicaciones.

Es de hacer notar, en cuanto a los componentes

electrónicos que se describen en este cuaderno de

estudio, sólo se abordan una cantidad de ellos, los más

usados; queda como iniciativa del facilitador, describir las

características de funcionamiento de otros tantos

dispositivos electrónicos existentes. Esta selección, la

determinará los proyectos o circuitos que se definan para

ser ensamblados, como práctica formativa en la

adquisición de habilidades y destrezas requeridas por

esta Salida Ocupacional.

Es conveniente la investigación y el compartir

experiencias con sus compañeros y en otras fuentes de

estudio, a fin de consolidar y enriquecer los

conocimientos adquiridos.

Circuitos Electrónicos Digitales 5

COMPONENTES DIGITALES

Compuertas Lógicas

Son circuitos electrónicos que constituyen el bloque de

construcción básico de los sistemas digitales. Operan

con números binarios, por lo tanto también se denominan

puertas lógicas binarias.

Las tensiones utilizadas con las compuertas lógicas son

ALTA o BAJA.

ALTA significa un (1) binario, y BAJA un cero (0) binario.

Compuerta AND

Esta compuerta se denomina la puerta de “todo o nada”.

Para que la compuerta se active, todas las entradas

deben estar en tensión ALTA, de esta forma se tendrá

señal a la salida.

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1

El álgebra booleana es una forma de lógica simbólica

que muestra cómo operan las puertas lógicas. Una

expresión booleana es un método “Taquigráfico” de

mostrar qué ocurre en un circuito lógico.

LA EXPRESIÓN BOOLEANA PARA EL CIRCUITO DE

LA COMPUERTA AND ES

A . B = Y

Se lee A AND B igual a la salida Y. El punto (.) significa

la función lógica AND en álgebra booleana.

El punto se puede omitir luego la expresión queda:

AB = Y

Las leyes del álgebra booleana para la función AND son:

A . 0 = 0

A . 1 = A

A . A = A

A . Ā = 0 Ā = no A, o el opuesto de A.

A B

Entradas Y Salida


EJERCICIOS

a. Para las siguientes entradas, ¿Cuál será la salida

para una compuerta AND?

Entradas Salidas B A Y 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1

b. Dibuje el símbolo lógico para una compuerta AND de

4 entradas.

c. Escriba la expresión booleana para una puerta AND

de 3 entradas.

Compuerta OR

La compuerta OR se denomina la puerta de “cualquiera o

todo”. La salida del circuito OR estará habilitada cuando

cualquiera de las entradas esté cerrada, es decir en

ALTA (1).

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1

LA EXPRESIÓN BOOLEANA PARA EL CIRCUITO DE

LA COMPUERTA OR ES:

A + B = Y

Se lee A OR B igual a la salida Y. El signo más (+),

significa la función OR.

Entradas Y Salida


Las leyes del álgebra booleana para la función OR son:

A + 0 = A

A + 1 = 1

A + A = A

A + Ā = 0

EJERCICIO

a. Complete la tabla de la verdad, especificando la

salida para una compuerta OR.

Entradas Salidas D C B A Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1

Compuerta NOT

También se denomina inversor, es una compuerta

inusual. Tiene solamente una entrada y una salida.

El proceso de invertir es simple. La entrada se cambia

siempre por su opuesto. Si la entrada es 0, la puerta

NOT dará su complemento que es 1. Si la entrada es 1,

el circuito complementará para dar un 0. La inversión

también se denomina complementación o negación.

La doble inversión es igual al original. Después que una

señal digital va a través de dos inversores, vuelve a su

forma original.

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas

0 1 1 0

Entrada A Y Salida

o este

Y Salida A Entrada


EXPRESIÓN BOOLEANA

A = Ā

Leyes del álgebra booleana para la compuerta NOT son

las siguientes:

0 = 1 1 = 0

Si A = 1, entonces Ā = 0

Si A = 0, entonces Ā = 1

Ā = A

EJERCICIO

a. En la siguiente figura, ¿Cuál es la salida en el punto

d y e, si la entrada en el punto a es el bit 0?.

Combinación de Puertas Lógicas

Para resolver muchos problemas cotidianos de lógica

digital se utilizan diversas puertas combinándolas entre

sí.

Ejemplo

Utilización de Puertas Lógicas Prácticas

En la actualidad, diminutos Circuitos Integrados (CIS)

funcionan como puertas lógicas. Estos CIS contienen el

equivalente de transistores, diodos y resistores en

miniatura.

Se fabrican CIS “Dual-in-line package” (DIP)

empaquetamiento de doble línea con una cantidad de

patillas o pines que puede variar entre 4 y 64 pines.

Estas patillas estarán distribuidas a lado y lado del

A Y

(a) (b) (c) (d) (e)


integrado. Los pines en los CIS, se entienden numerados

así: el pin a la izquierda de la ranura o muesca, o

indicado por un punto cerca de él, mirando el integrado

por encima corresponde al número 1, y se asignan

números consecutivos a cada uno de los otros en sentido

inverso al movimiento de las manecillas del reloj.

Los fabricantes de CIS proporcionan diagramas de

patillas, y en el manual de semiconductores se consultan,

tanto el diagrama de patillas como su función.

Todos los CIS tienen las conexiones habituales de

alimentación (VCC y GND).

Compuerta NAND

Es una puerta formada por una compuerta AND, cuya

salida se conecta a una puerta inversora NOT.

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (NAND) 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Al observar la salida de esta tabla de verdad, vemos que

es inversa a la tabla de verdad de la compuerta AND.


EXPRESIÓN BOOLEANA

A. B = Y o AB = Y

Ejercicios

a. Escribir la expresión booleana de una compuerta

NAND de 3 entradas.

b. Realizar la tabla de verdad de una puerta NAND de 3

entradas.

La función NAND ha sido la puerta universal en los

circuitos digitales; se emplea en la mayoría de los

sistemas digitales.

c. Cuál será la salida de una puerta NAND, si sus

entradas son las siguientes:


Compuerta NOR

Es una puerta formada por una puerta OR, cuya salida

se conecta a una puerta inversa NOT.

SÍMBOLO


Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (NOR) 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0

Al observar la salida de esta tabla de verdad, vemos que

es inversa a la tabla de verdad de la compuerta OR.

EXPRESIÓN BOOLEANA

A + B = Y

EJERCICIOS

a. Escribir la expresión booleana para una puerta NOR

de 3 entradas.

b. Realizar la tabla de verdad de una puerta NOR de 3

entradas.

c. Cuál será la salida de una puerta NOR, si sus




Compuerta OR Exclusiva

La puerta OR-Exclusiva se denomina la puerta de

“algunos pero no todos”.

El término OR exclusiva se puede sustituir por XOR. Es

una combinación determinada de puertas AND, OR e

inversoras.

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (XOR) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0

Esta tabla de verdad es similar a la tablas de verdad OR,

excepto que, cuando ambas entradas son 1, la puerta

XOR genera un 0. La puerta XOR se habilita sólo cuando

en las entradas aparece un número par de 1. La puerta

XOR puede considerarse como un circuito comprobador

de un número impar de bits 1.

EXPRESIÓN BOOLEANA

Ā . B + Ā. B = Y

A partir de esta expresión booleana se puede construir

un circuito lógico utilizando puertas AND, puertas OR e

inversores.

La expresión booleana de una puerta XOR, puede

presentarse en forma simplificada: A + B = Y.

El símbolo + significa la función XOR en álgebra

booleana. Se dice que las entradas A y B realizan la

función OR exclusiva.

EJERCICIOS

a. Dibujar el símbolo lógico para una puerta XOR de 3

entradas.

b. Escribir la expresión booleana (en forma simplificada)

para una puerta XOR de 3 entradas.

c. Cuales serán las salidas para esta compuerta XOR

de 3 entradas. Recuerde que un número impar de 1

genera una salida 1.


Entradas Salidas Entradas Salidas C B A C C B A Y 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 1

Compuerta NOR Exclusiva

Una puerta NOR exclusiva está formada o es la

combinación determinada de una compuerta XOR y una

puerta inversa. El término NOR exclusiva se puede

sustituir por XNOR.

SÍMBOLO

Tabla de verdad Entradas Salidas B A Y (XNOR) 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1

Se puede observar que las salidas de la compuerta NOR

exclusiva (XNOR), son los complementos o los opuestos

a las salidas de la compuerta OR exclusiva (XOR). La

puerta XNOR se comporta como un detector de un

número par de 1. Esta compuerta producirá una salida 1

cuando en las entradas aparezca un número par de 1.

EXPRESIÓN BOOLEANA

A + B = Y

Ejercicios

a. Escribir la expresión booleana para una puerta

XNOR de 3 entradas.

b. Dibujar el símbolo lógico para una puerta XNOR de 3

entradas.

c. Cuál será la salida en una puerta XNOR, si sus



Entradas Salidas B A Y 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1

Conversión de Puertas utilizando Inversores

Cuando se utilizan puertas lógicas, surge la necesidad de

convertirlas para realizar otra función lógica. Un método

fácil de conversión es colocar inversores en las salidas o

entradas de las compuertas.

En este diagrama el símbolo (+) significa añadir. Efecto de invertir la salida de las puertas

En este diagrama el símbolo (+) significa añadir. Efecto de invertir entradas de puertas

En este diagrama el símbolo (+) significa añad ir. Efecto de invertir tanto entradas como salidas de las puertas


Combinación de Puertas Lógicas

Se emplea la combinación de puertas lógicas con el

objeto de minimizar la cantidad de circuitos integrales

lógicos para implementar un sistema. Se debe tener

presente el empleo de compuertas universales (Ej.

NAND), y que la combinación planteada nos reproduzca

a la salida un patrón lógico similar.

Las ventajas de la combinación de compuertas es

obtener circuitos más sencillos, y con menos circuitos

integrales.

Flip- Flops

Son dispositivos biestables sincrónicos, lo que significa

que su salida sólo cambia de estado en presencia de un

pulso de reloj de características adecuadas a la

operación del dispositivo específico.

Los flip-flops constituyen los bloques básicos para

construir los circuitos lógicos secuénciales.

Los flip-flops pueden construirse a partir de puertas

lógicas, por ejemplo NAND, o comprarse como CIS; ellos

se interconectan para formar circuitos lógicos

secuénciales que almacenan datos, generen tiempos,

cuenten y sigan secuencias. Los flip-flops también se

denominan “cerrojos”, “multivibradores biestables” o

“binarios”.


FLIP-FLOPS RS

Es un síncrono dispositivo que se puede disparar por

flanco, estos flancos pueden ser ascendentes o

descendentes. Las entradas de este dispositivo de

almacenamiento se denominan sincrónicas, pues sus

efectos sobre la salida sólo serán efectivos una vez se

tenga una transición del pulso de reloj en la entrada

correspondiente, es decir, cambia de estado justo en el

momento en que el pulso de reloj efectúa una transición.

Cuando el cambio se produce en la transición del pulso

de reloj de alto a bajo, se dice que es disparado por el

flanco de bajada, y en caso contrario, cuando el cambio

se produce en la transición del pulso de reloj de bajo a

alto, se dice que es disparado por el flanco de subida.

El flip-flop RS síncrono opera en conjunción con el reloj o

dispositivo de temporización.

Los flip-flops tienen dos salidas complementarias, que se

denominan Q y Q (no Q). La salida Q se considera la

salida “normal”, y es la más usada, la otra (Q) es el


complemento de la salida Q, y se denomina salida

complementaria. En condiciones normales estas salidas

son siempre complementarias.

Si Q = 1, entonces Q = 0, y viceversa.

A continuación se muestra una tabla de verdad que

resume la operación del flip-flops RS disparado por borde

de subida.

En la siguiente figura se muestran algunas

combinaciones de entrada y sus correspondientes

salidas para un flip-flops RS sincrónico activado por

flancos de subida, que se pueden apreciar en la tabla de

verdad.

En el ejemplo, el resultado a la salida sólo cambia

cuando llega a la entrada de reloj una transición de bajo

a alto para el caso de este flip-flop. En la figura a) se ha

aplicado un nivel lógico de 1 a la entrada S, mientras que

la entrada R recibe un 0 como entrada.

De acuerdo con la tabla de verdad del RS, su salida debe

ponerse en 1 si estaba en cero, y en caso contrario, debe

permanecer en 1.

Para el caso de la figura, la salida del RS se encontraba

en nivel bajo, y su cambio a nivel alto se produce justo en

el instante tO en que aparece la transición de bajo alto del

reloj a la entrada C. Se dice que el borde de subida del

reloj ha causado el cambio a la salida del flip-flop.

En la figura b) las entradas S y R se han conectado a

niveles lógicos de 0 y 1 respectivamente. Tal

combinación de entradas le ordena al flip-flop poner su

salida en 0, orden que no se ejecutará hasta tanto no

0 0

0

1

a) a

c)

to Q Q Q

Q Q Q

Q=Q (NO CAMBIA)

S S S

C C C

R R R 0 0

0 1 1 1 b)

to to

to

to

Algunas combinaciones de entrada y sus correspondientes salidas para un flip-flop RS, sincrónico activado por bordes de subida


aparezca un flanco de subida en la entrada del reloj. La

figura c) difiere de las anteriores ya que las entradas S y

R tienen valores de cero (0) lógico. Esto corresponde al

estado de reposo del flip-flop, por lo cual, a la llegada del

pulso de reloj con su flanco de subida, no se producirá

ningún cambio a su salida.

Cuando en la tabla de verdad se observan todas las

salidas a un nivel alto (1 lógico), esto indica estado

prohibido. Esta condición no se utiliza en el flip-flop RS.

La condición set del flip-flop, representa en la salida

normal Q en nivel alto (1).

La condición de reset, representa en la salida normal Q

un nivel bajo (0). En la condición de inhabilitación o

mantenimiento, del flip-flop RS las salidas permanecen

como estaban antes, es decir, no hay cambio en las

salidas.

Las entradas J y K están unidas a un pulso ALTO.

Cuando pulsos repetidos de reloj llegan a la entrada CK,

las salidas conmutan.

La operación de conmutación se emplea mucho, en los

circuitos lógicos secuénciales, la ecuación que describe

el funcionamiento del flip-flop T es:

Qn + 1 = T Qn + T Qn. Esto es: el estado siguiente es

igual al estado presente invertido, es decir, el flip-flop

conmuta cada vez que recibe un pulso de reloj

adecuado.

Símbolo

FLIP-FLOP D

Es un flip-flop en el cual se conectan las entradas J y K,

constituyendo una entrada única D. Debe tenerse

presente que la entrada K presenta intercalada antes de

ella, un inversor.

Este flip-flop se dispara en la transición de ALTA a BAJA

del pulso de reloj.


Las entradas al flip-flop JK siempre serán la una el

complemento de la otra.

La ecuación que describe la operación del flip-flop D es:

Qn + 1 = D.

Esto quiere decir que el estado al que pasará el flip-flop a

la llegada del próximo flanco de reloj será el mismo que

se tenga a su entrada D cuando se llegue el momento de

cambiar.

Por ejemplo, si se desea que la salida Q del flip-flop se

haga 1, sólo es necesario colocar un nivel de 1 a su

entrada D y esperar a que llegue el flanco de reloj, de

subida o de bajada, según la referencia de circuito

integrado de que se disponga.

En el flip-flop D no se presentan ni la condición de

reposo, ni la de conmutación.

Símbolo

FLIP-FLOP JK

Este dispositivo puede considerarse como el flip-flop

universal; los demás tipos pueden construirse a partir de

él.

Este flip-flop presenta tres entradas síncronas (J, K y

CK). Las entradas J y K son entradas de datos, y la

entrada de reloj transfiere el dato de las entradas a las

salidas. También tiene la salida normal Q y la

complementaria Q.

Estos flip-flops son versátiles y de muy amplio uso.

Obvian las combinaciones de entradas prohibidas.

Símbolo

En la tabla de verdad, la línea 1 muestra la condición de

mantenimiento o inhabilitación. La condición de reset, o

borrado, del flip-flop se muestra en la línea 2; cuando J =


0 y K = 1 y llega un pulso de reloj a la entrada CK, el flip-

flop se pone a 0 (Q = 0).

La línea 3 muestra la condición de set del flip-flop JK;

cuando J = 1 y K = 0 y se presenta un pulso de reloj, la

salida Q se pone a 1.

La línea 4 ilustra una condición muy útil del flip-flop JK

que se denomina de computación. Cuando ambas

entradas J y K están en el nivel ALTO, la salida cambia

cada vez que un pulso alcanza la entrada CK.

Muchos flip-flops JK son disparadores por pulsos. Se

tarda un pulso completo en transferir el dato de las

entradas a las salidas del flip-flop. Con las entradas de

reloj en la tabla de verdad, es evidente que el flip-flop JK

es síncrono.

FLIP-FLOP T

Es un flip-flop de conmutación, es decir, que solamente

tiene este modo de operación. Constituye un bloque de

uso frecuente en la construcción de circuitos digitales.

Presenta una única entrada denominada T. El reloj se

conecta a la entrada CK. Este flip-flop se obtiene a partir

de un flip-flop tipo JK, uniendo las entradas J y K, es

decir, poniendo estas entradas en corto. Este dispositivo

no se encuentra disponible comercialmente como TTL o

CMOS.

Ejercicios de Flip-Flops

a. Flip-Flop RS Síncrono

Listar la salida binaria en Q, del flip-flop de la figura

durante los ochos pulsos del reloj.

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop RS síncrono.

0 1 1 0 0 1 0 1

h g f e d c b a

0 0 1 0 1 0 0 0

S Q FF CK R Q

?

?


b. Flip-Flop JK

Listar el modo de operación del flip-flop JK durante

cada uno de los ocho pulsos del reloj mostrados en la

figura.

c. Flip-Flop Tipo D

¿Qué entrada tiene control del flip-flop durante el

pulso a?

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop JK.

J Q FF >CK K Q

h g f e d c b a

1 1 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 1 ?

?

Figura: Problema del tren de pulsos del flip-flop D.

PR D Q FF >CK (7474) Q CLR

?

?

0 1 1 0 1 1 1 0

h g f e d c b a

0 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 0 0 1 0 1


Contadores

Son circuitos lógicos secuénciales de propósito

específico, ya que presentan la condición de

temporización, y necesitan una característica de

memoria. Se construyen a partir del flip-flops y están

diseñados especialmente para tareas de conteo.

Presentan las siguientes características importantes:

1. Un número máximo de cuentas (módulo del

contador).

2. Cuenta ascendente o descendente.

3. Operación síncrona o asíncrona.

4. Autónomos o de autodetención.

Los contadores se utilizan:

a. Para contar eventos, por ejemplo: número de

pulsos de reloj en un tiempo dado (medida de

frecuencia).

b. Como divisores de frecuencia, frecuencímetros.

c. Para almacenar datos, por ejemplo: en un reloj

digital.

d. Para direccionamiento secuencial.

e. En algunos circuitos aritméticos.

f. En cualquier aplicación digital de mediana

complejidad.

g. Para convertidores de análogo a digital (A/D).

CONTADORES DE RIZADO

Es el más sencillo de los contadores. Pueden operar en

forma asíncrona o de manera síncrona, en esta última

modalidad, es necesario que los pulsos de reloj del

sistema lleguen simultáneamente a todas las entradas de

reloj de los flip-flops que lo componen.

En su operación como asíncrono se puede observar que

el reloj se conecta al primero de los flip-flops de la

cascada, y que los relojes de los biestables

subsiguientes se derivan de las siguientes salidas de los

flip-flops que los preceden.

Contador de rizado de 4 bits y sus correspondientes diagramas de tiempo - asíncrono


FUNCIONAMIENTO DEL CONTADOR DE RIZADO

ASÍNCRONO DE 4 BITS

Todos los flip-flops del sistema se han conectado para

operar en la modalidad de flip-flop tipo T. Por tanto, la

salida del primero Q0, cambiará de estado (conmutará),

cada vez que en su entrada de reloj se presente un

flanco de bajada.

Hemos supuesto que todos los flip-flops han sido

inicializados a cero. Observe en el diagrama de tiempo,

que en las transiciones positivas del reloj (de bajo a alto)

no se producen cambios en el estado del flip-flop.

Si comparamos en el diagrama, la forma de onda

resultante en Q0 con el tren de pulsos de reloj a la

entrada del contador, notaremos que su frecuencia es

exactamente la mitad. Por cada dos pulsos de reloj se

obtiene un pulso de salida Q0.

La salida del flip-flop Nº 0 actúa a modo de reloj del

segundo flip-flop, es decir, constituye la señal de entrada

del segundo flip-flop, cuyo compartimiento es similar al

del flip-flop Nº 0.

El análisis del compartimiento de cada flip-flop, procede

de manera similar al anterior, este proceso se repite en

cada uno de los flip-flops de contador.

Cada una de las etapas divide por dos la frecuencia de

los pulsos que se presentan en su entrada de reloj. En

total, la frecuencia de los pulsos iniciales del reloj

presentes a la entrada del flip-flop Q0 ha sido dividida por

16, o sea, 2n, en donde n es el número de etapas o de

flip-flops en el contador.

Si trasladamos los valores de las salidas de los flip-flops

a la tabla de verdad, Fig., tabla de verdad, asumiendo

que Q0 corresponde al bit menos significativo de los

códigos generados, se llega, a la conclusión de que la

secuencia de números obtenidos en el proceso

corresponde a los números binarios del 0000 al 1111.

Por tanto, el sistema de 4 flip-flops se comporta como

un contador binario ascendente de 4 bits.


Examinando el diagrama de tiempos, notamos que en t8

los cuatro flip-flops de la cascada se han ido a cero

lógico todos, por lo tanto, el sistema ha reinicializado a

cero. Ahora el contador comenzará un nuevo ciclo de

conteo a partir de 0000 nuevamente. Se dice entonces

que el contador es módulo 16, para indicar que posee 16

stados o cuentas diferentes que se repiten cíclicamente.

CONTADOR DE RIZADO SÍNCRONO DE 4 BITS

Estos contadores son sencillos y de gran utilidad.

Funcionamiento

Los pulsos de reloj que hacen que los flip-flops de la

cascada cambien, deben propagarse de flip-flop en

flip-flop.

Los contadores síncronos reducen significativamente el

retraso inherente a la propagación en cascada del reloj, y

evitan los problemas de glitches asociados con los

contadores de rizado cuya cuenta es abruptamente

reinicializada por medios externos para conseguir un

conteo en un módulo N predeterminado.

Los contadores síncronos poseen un reloj común que se

conecta a todos los flip-flops. Un reloj como éste hace

Circuito que corresponde a un contador sincrónico de 4 bits


que todos los flip-flops cambien al unísono,

independientemente del número de etapas del contador.

CONTADORES BINARIOS

Por ejemplo el contador 74LS93 de 4 bits, el cual está

conformado por un flip-flop, QA, seguido de tres flip-flops

en cascada que se comportan como un contador módulo

8.

Son contadores que efectúan el conteo en forma binaria,

presentan la capacidad para contar en progresión

ascendente o descendente. Permiten una reinicialización

directa a cero por medio del pin CLEAR (borrar), la

puerta NAND hará el trabajo de borrar cuando las salidas

de los flip-flops la alimentan; así como también la

prefijación a un valor inicial cualquiera utilizando la

entrada LOAD (cargar).

Por ejemplo el contador 74LS193.

Consta de 6 salidas: ACARREO, PRESTAMO y las 4 que

corresponden al estado del contador. Dispone de un total

de 8 entradas, distribuidas así: línea de borrado, CLEAR,

línea de carga, LOAD, una entrada para contar

ascendentemente, COUNT-UP, una entrada para contar

descendentemente, COUNT-DOWN, y 4 entrada para el

dato de prefijación. Además, este contador está diseñado

para ser conectado en cascada con otros similares lo que

permite aumentar el tamaño de la cuenta. Para ello se

utilizan las salidas de ACARREO y de PRESTAMO.

CONTADORES DECADALES

Es uno de los más utilizados. Puede describirse como un

contador módulo 10 para implementar el contador de la

siguiente figura, se utilizan cuatro flip-flops JK y una

puerta NAND. La unidad cuenta hasta que el contador

mod-16 alcanza 1001 el binario 1001 es la máxima

Salida de 12 bits Tres contadores 74LS193 conectados en cascada para conformar uno de 12 bits


cuenta de esta unidad. Cuando la cuenta intente llegar a

1010, los dos 1 (D=1 y B=1) están conectados a la puerta

NAND, que se activa, reinicializando el visualizador a

0000.

A veces se usa un símbolo lógico general para

representar un contador cuando está en forma de CI. El

símbolo lógico de la siguiente figura puede sustituirse por

el diagrama del contador década presentado

anteriormente. Se ha añadido una entrada de borrado

(reset) al contador. Esta entrada no aparece en el

diagrama del contador década. Un 0 lógico activa el

reset y pone la salida a 0000.

Símbolo lógico contador década

CONTADOR TIPO DIVISIÓN POR N

Para conseguir divisor de frecuencia superior, se

conectan varios divisores en cascada, este diseño es

muy sencillo. Se deben seguir los siguientes pasos:

a) Se descompone el valor de la frecuencia de entrada

que se quiere dividir, en factores menores de 16,

hasta alcanzar el valor de la frecuencia deseada.

b) Se realizan divisores de frecuencia independientes

de los valores indicados por dichos factores, éstos

se pueden realizar con un único C.I.

c) Se conectan los divisores de frecuencia en

cascada.


En la realización de divisores de frecuencia de un módulo

grande, se deben tener en cuenta los siguientes

inconvenientes:

1. La velocidad de propagación suele ser lenta.

2. Los estados estables del contador no se alcanzan

siempre en el mismo instante.

3. Si se conectan en cascada varios divisores de

frecuencia, el tiempo de propagación aumenta.

Cuanto mayor sea el módulo del divisor de frecuencia,

mayor será el tiempo de retardo y, por tanto, menor es la

frecuencia máxima de entrada que admite el divisor de

frecuencia.

Algunos dispositivos contadores tipo división por N,

comerciales están conectados e interconectados

internamente para:

• SN54/7492: Proveer un contador divisor entre 2 y un

contador divisor entre 6, divisor entre 12 también

puede funcionar como divisor entre 3.

• SN54/7493 y SN5474L93: Proveer un contador

divisor entre 2 y un contador divisor entre 8 divisor

entre 16 también puede funcionar como divisor entre

4.

• SN54/7490: Funcionar como un divisor entre 2 y un

contador divisor entre 5 divisor entre 10.

• SN54/74190 y SN54/74191: Pueden usarse como

divisores programables.

Divisor de frecuencia pr 91 con C:I. el tipo 7493 conectados en cascada

Diagrama de conexión del circuito integrado 7493


Una de las aplicaciones importantes de los contadores

como divisores de frecuencia, es el reloj digital.

La entrada a los divisores de frecuencia, es una onda

cuadrada. Los bloques “divide por 60”, pueden

construirse utilizando un contador “divide por 6”

conectado a un contador “divide por 10”

El contador “divide por 6”, a la izquierda, transforma los

60 Hz (Herzt). El contador “divide por 10”, a la derecha,

transforma los 10 Hz en 1 Hz, o un pulso por segundo.

Registros de Desplazamiento

Es uno de los dispositivos funcionales más utilizados en

los sistemas digitales.

Son memorias o dispositivos que sirven para almacenar

información binaria (ceros y unos).

Son llamados Registros de Desplazamiento porque

transfieren o desplazan la información de un dispositivo a

otro, presentan una característica de desplazamiento y

una característica de memoria. Son circuitos lógicos

secuénciales y se construyen con FLIP-FLOPS, se

utilizan como memorias temporales, para desplazar

datos a la izquierda o a la derecha y para convertir datos

serie en paralelo o viceversa.

Un método de identificar los registros de desplazamiento

es por la forma en que se cargan y leen los datos en las

unidades de almacenamiento.

Cada dispositivo de memoria es un registro de 8 bits.

Cada registro tiene un grupo de FLIP-FLOPS, se debe

tener un FLIP-FLOP para cada bit. Por ejemplo, un

registro de 8 bits debe tener 8 FLIP-FLOPS, éstos se

deben conectar de tal forma que entren los números

binarios y también salgan mediante desplazamientos.

Los bits pueden ser movidos o transferidos de un lugar a

otro, de dos maneras:

• En serie

• En paralelo

SERIE: Un solo bit es movido o transferido al tiempo

(tiempo determinado), empezando con el bit más

significativo (MSB) o el bit menos significativo (LSB).


PARALELO: Todos los bits son movidos o transferidos al

tiempo.

Para entrar o sacar bits de un registro, también se hace

de dos maneras:

• En serie

• En paralelo

De acuerdo a lo anterior, hay 4 tipos de registros de

desplazamiento:

• Entrada serie – salida serie registros de

• Entrada serie – salida paralelo carga serie

• Entrada paralelo–salida serie registros de

• Entrada paralelo – salida paralelo carga paralelo

REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO DE CARGA

SERIE

a) Entrada serie / salida serie: en este registro los 8

ó 4 bits entran y salen de él, un sólo bit cada vez,

empezando por el menos significativo.

Un dispositivo para esta operación, por ejemplo, es

el circuito integrado 7491.

b) Entrada serie / salida paralelo: En este registro, la

cantidad de bits (8 ó 4) entran en registro, un sólo

bit cada vez, empezando por el bit menos

significativo (LSB).

En la salida del registro de desplazamiento se

tienen 8 ó 4 bits al tiempo.



REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO DE CARGA

PARALELO

a) Entrada paralelo / salida serie: En este registro

los 8 ó 4 bits entran al mismo tiempo, y sale del

registro un solo bit cada vez, empezando por el

menos significativo (LSB).



b) Entrada paralelo / salida paralelo: En este registro

los 8 ó 4 bits entran al mismo tiempo al registro, y

de igual manera la cantidad de bits salen al mismo

tiempo también del registro.

Un dispositivo para ejecutar esta operación puede

ser, por ejemplo, el circuito integrado 74298.


El circuito integrado 7495 trabaja como registro de

desplazamiento para 4 bits.

REGISTRO DE DESPLAZAMIENTO UNIVERSAL

Un ejemplo de este registro es el TTL 74194, este

dispositivo es de 4 bits. Tiene 10 entradas y 4 salidas,

conectadas a las salidas normales (Q) de cada FLIP-

FLOP en el circuito integrado.

La entrada de reloj (CK) dispara los cuatro FLIP-FLOPS

en la transición L a H (bajo a alto) del pulso de reloj.

Cuando se activa con un nivel BAJO, la entrada de

borrado (CLR) pone todos los FLIP-FLOPS a cero (0).

Los controles de modo indican al registro, a través de

una red de compuertas, que desplace a la derecha, a la

izquierda, cargue en paralelo o no haga nada

(mantenimiento).

El dispositivo 74194 es un circuito integrado de

tecnología TTL y tiene las conexiones de alimentación

+5V y GND (tierra).

También se dispone comercialmente de registros de

desplazamiento con tecnología CMOS. Si se desean

registros con FLIP-FLOPS tipo D, los CIS 4076 y 40174

tienen cuatro y seis FLIP-FLOPS respectivamente. El

registro de desplazamiento estático de 8 etapas CI 4014

es una unidad de almacenamiento de entrada serie,

salida paralelo; el registro estático de 64 etapas 4031 es

un dispositivo de salida serie, entrada serie; el 4035 es

una unidad de entrada paralelo, salida paralelo, de 4 bits.

El registro estático de 8 bits 4034 es una unidad de

entrada / salida paralelo / serie bidireccional de tres

estados a la que pueden entrar y salir las líneas de los

buses.

Codificadores

Es un dispositivo que traduce el número decimal pulsado,

por ejemplo, en el teclado de una calculadora, a un

código binario, que podría ser código BCD (8421).

Los codificadores son traductores electrónicos de código.

El codificador puede ser considerado como un traductor

del lenguaje de la gente al lenguaje de la máquina.


Estos dispositivos presentan un mayor número de líneas

de entrada, que de líneas de salida, por ejemplo, 10

líneas de entrada y 4 de salida. El codificador puede

tener una entrada activa, que produce una única salida.

Las características menos usuales son los pequeños

circulitos en las entradas y salidas, los de las entradas

significan que están activadas por 0 lógicos, 0 niveles

bajos, los de las salidas significan que éstas

normalmente están en ALTA ó 1 lógico.

Otra característica poco habitual del codificador es que

no hay entrada cero. Una entrada decimal 0 significa una

salida 1111 (en D, C, B, A), que es verdadera cuando

todas las entradas (1-9) están desconectadas. Cuando

las entradas no están conectadas, se dice que están

flotando en ALTA.

El codificador activa la salida que corresponde al mayor

número de entrada.

Se dispone de codificadores con tecnología CMOS. El

codificador de prioridad de 10 a 4 líneas 74HC147, es un

circuito integrado de la serie CI digitales CMOS de alta

velocidad.

Estos codificadores de prioridad se diseñan para generar

un código de salida que represente siempre la entrada de

mayor orden o rango, independientemente que dos o

más entradas estén activadas simultáneamente. Se

ignoran las otras entradas.

Todos los codificadores disponibles como circuitos

integrados de una escala de integración media (MSI),

son de este tipo.

Uno de los codificadores de prioridad más

representativos es el circuito integrado CMOS 4532.

Este dispositivo, además de las líneas de entrada y de

salida, posee varias líneas de control adicionales que lo

hacen extremadamente versátil. La versión en tecnología

TTL del 4532 es el codificador de prioridad de 8 a 3

líneas 74148.

El circuito integrado CMOS 4532, es un codificador de 8

a 3 líneas. En la siguiente figura se muestra su


distribución de pines, su símbolo lógico y su tabla

funcional.

Este integrado opera a partir de una tensión de

alimentación de +3V a +18 V aplicada entre los pines 16

(VDD) y 8 (GN3).

La entrada E1 (Pin 5) es una línea de habilitación activa

en ALTO. Cuando E1 es 1, el integrado opera como un

codificador de prioridad. Cuando E1 = 0, el codificador se

inhibe y todas sus salidas se hacen bajas, sin importar el

estado de las entradas.

Las líneas de entrada van desde D0 hasta D7, son todas

activas en alto, la más baja prioridad es D0 (Pin 10) y la

más alta D7 (Pin 4). Las líneas de salida son Q2, Q1 y

Q0 (Pines 6, 7 y 9). Cuando se activa una entrada, en

las salidas se produce un código único de 3 bits que la

identifica.

En la siguiente figura se muestra un codificador de

prioridad de 8 a 3 líneas.


CODIFICADOR DE DECIMAL A B C D

Son codificadores de prioridad con 10 líneas de entrada y

4 de salida.

En la siguiente figura se presenta uno de ellos.

Cuando se activa una de las líneas de entrada, en las 4

líneas de salida se refleja el código BCD

correspondiente. Por ejemplo, a la línea I2 le corresponde

el código BCD Q3Q2Q1Q0 = 0010, a la línea I9 le

corresponde el código BCDQ3Q2Q1Q0 = 1001, etc.

Existen varios CIs de mediana escala de integración,

diseñados específicamente para generar códigos BCD.

Uno de los más populares es el chip CMOS40147. La

versión en TTL es el CI74147.

En la siguiente figura se muestra el CI40147, pines,

representación lógica y tabla.

Según la tabla de verdad de la figura, las entradas (D0-

D9) y salidas (QD, QC, QB y QA) del codificador son

activas en BAJO (o lógico). Si ninguna de las líneas de

entrada está activa (todas en 1), las salidas permanecen

en BAJO. La entrada de más alta prioridad es D9 y la

más baja es DO.

Un ejemplo típico de aplicación del CI4017 es como

codificador de 10 teclas. Cada tecla está asociada a un


número entre 0 y 9. Al oprimir cualquiera de ellas, en las

salidas del circuito se obtiene el código BCD

correspondiente. Si se pulsan más de dos teclas al

tiempo, se envía el código de la de más alto rango.

CIRCUITOS DE APLICACIÓN

A continuación se presentan dos aplicaciones típicas del

codificador de prioridad 4532. El primero es un

codificador de 16 a 4 líneas o hexadecimal y el segundo

un codificador de 10 a 4 líneas (BCD).

Decodificadores

¿QUÉ SON LOS DECODIFICADORES?

Un decodificador es un circuito lógico de múltiples

entradas y múltiples salidas, que convierte entradas

codificadas en salidas codificadas en otro código, el

código de entrada presenta menos bits que el de salida,

cada palabra de código entrante produce una palabra de

código saliente diferente.

Los codificadores constan de un cierto número de líneas

de entrada N y un cierto número de líneas de salida M,

además de una serie de líneas auxiliares de activación.

Las salidas pueden ser activas bajas o activas altas


dependiendo de la función y del diseño que cumple el

decodificador específico.

Decodificador es todo dispositivo lógico combinatorio que

posea menos líneas de entrada que de salida.

Existe, un tope que limita el número de líneas de salida.

Este consiste en que el número de líneas de salida será,

cuando más igual a 2N, pero cualquier otro número por

debajo de éste es aceptable. Para efectos de

nomenclatura, cuando el número de líneas de entradas

es N y el de salida es M, se tendrá entonces un

decodificador de N a M. Así, si N=3 y M=8, se tendrá un

decodificador de 3 a 8.

El código de entrada de uso más frecuente es un código

binario de N bits.

DECODIFICADORES BINARIOS

El circuito decodificador más comúnmente usado es un

decodificador de N a 2N, o decodificador binario, como se

le conoce. Un decodificador de estos recibe códigos

binarios de N bits a su entrada para producir un código

de salida de 1 a 2N. Por ejemplo, en la figura se muestra

el caso de un decodificador de 2 a 4. Este consta de dos

líneas de entrada A y B, de 4 líneas de salida, Y0, Y1, Y2

y Y3, y de una línea de habilitación, EN.

También se muestra la tabla de verdad que define la

operación de este decodificador. Esta tabla de verdad

introduce la notación de “indiferencia” (no importa) para

algunas de las entradas, lo cual se expresa por el uso del

símbolo “X” para indicar que no importa cual es el valor

de la variable en cuestión.

Símbolo circuito de un decodificador de 2 u 4


La primera entrada de la tabla nos aclara que mientras la

línea de habilitación EN esté en bajo (0), sin importar el

valor de las entradas A y B, todas las salidas del

dispositivo estarán en ceros. Una vez EN asuma el valor

alto (1), el estado de las salidas estará determinado por

el valor de las entradas A y B.

Así por ejemplo, si A=0 y B=0, el dispositivo responderá

haciendo Y0 igual a 1, mientras que todas las otras

salidas permanecen en 0. Observe que para una

combinación cualquiera de entradas, sólo una de las

salidas se activa. Esta no es necesariamente la única

manera en que puede operar un decodificador, pero

muchos de ellos se ajustan a un comportamiento como

éste.

DECODIFICADOR 74LS139

En la figura se muestra el circuito y el símbolo

correspondientes al decodificador de 2 a 4 doble,

74LS139. Este encapsulado ofrece dos decodificadores

independientes e idénticos. Nótese que las salidas y las

entradas de habilitación son activas bajas. La mayoría de

los decodificadores comerciales se diseñan con salidas

activas bajas, debido a que las compuertas inversoras

son más veloces que las no inversoras. Es interesante

además observar los dos negadores en cascada en cada

una de las entradas del decodificador. Sin ellos, cada

entrada presentaría tres unidades de carga TTL a los

dispositivos excitadores. En la figura se muestra la tabla

de verdad que corresponde a uno de los decodificadores

incluidos en este circuito integrado.

Circuito y símbolo decodificador 2 a 4 doble, 74LS1 39


ENTRADA SALIDA

EN B A Y3 Y2 Y1 Y0

1 X X 1 1 1

0 0 0 1 1 0

0 0 1 1 1 0 1

1 1 0 1 0 1

1 1 1 0 1 1

DECODIFICADOR 74LS138

El 74LS138 es un circuito decodificador de uso común y

de buena disponibilidad en el mercado. Su función se

define diciendo que es un decodificador de 3 a 8, y que

sus salidas son activas en bajo.

Cuenta además con tres líneas de habilitación, dos de

ellas de activación en bajo. La función lógica de este

decodificador es directa: una salida se activa (se hace 0)

si y sólo si el decodificador está habilitado y la salida se

selecciona aplicando el código correspondiente a su

número en los pines de entrada.

DECODIFICADORES BCD A DECIMAL

Los decodificadores de BCD a decimal, de los cuales el

74LS42 es un buen ejemplo, aceptan a su entrada

códigos BCD, de 4 bits por supuesto, y activan en bajo la

línea de salida correspondiente.

Si el código a su entrada no representa a un número

BCD válido (es mayor de 9), todas las salidas

permanecen en alto.

El CD4028 es otro exponente de este tipo de

decodificadores, con la diferencia de que sus salidas son

activas en alto. Para códigos BCD ilegales sus salidas se

hacen bajas.

Tabla de Verdad para un decodificador de 2 a 4 doble

Fig. 17.8 y 17.10 Pág. 277 Electrónica Digital Tomo 2


DECODIFICADOR BCD/7 SEGMENTOS

Para pasar la entrada BCD (4 bits) a la salida de siete

segmentos (7 bits), necesitaremos un decodificador

BCD/7 segmentos. Haremos corresponder uno (1)

cuando el segmento esté excitado, es decir, ilumine, y un

cero (0) cuando el segmento no dé luz.

Por ejemplo, para una información W0, correspondiente

al número 0, vemos que g=0, y que a=b=c=d=e=f=1, con

lo que en el visualizador nos queda representado dicho

número.

El decodificador BCD/7 segmentos utilizado es el circuito

integrado 7446; la entrada es un número BCD de 4 bits

(A, B, C y D). El número BCD se transforma en un código

de siete segmentos que ilumina los segmentos

adecuados del visualizador tipo LED. Además, hay que

considerar otras tres entradas que forman parte del

circuito integrado. La entrada de test de lámparas (LT)

enciende todos los segmentos del visualizador, de esta

forma comprobamos que el visualizador funciona

correctamente; esta entrada se activa por nivel bajo (0

lógico), para el funcionamiento normal del decodificador

siempre debe estar a nivel alto (1 lógico). Las entradas

de borrado (BI/RBO y RBI) desconectan los elementos

activos, aunque presentan alguna particularidad que se

añade en las notas de la tabla de la verdad de este I.C.;

estas dos entradas se activan y desactivan de modo

similar a la entrada de test de lámparas.


Entradas Salidas Notas Número de

función LT RBI D C B A BI/RBO

a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 BI

RBI LT

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 x 1 0

1 x x x x x x x x x x x x x x x x 0 x

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 x 0 x

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 x 0 x

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 x 0 x

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 x 0 x

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0

0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1 0

0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0

0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0

0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0

1 1 2 3 4

1 = nivel alto 0 = nivel bajo x = sin importancia

Las salidas del decodificador se activan por el nivel bajo.

En la tabla siguiente está indicada la tabla de la verdad

del circuito integrado 7446.

NOTAS

1. BI/RBO es un Y lógico cableado y se utiliza

como entrada para la transmisión de extinción

(BI) o en la salida correspondiente (RBO).

La entrada BI debe estar abierta, o al nivel

alto, para las salidas de 0 a 15. RBI debe

estar abierto, o al nivel alto, para el borrado

de los ceros decimales.

2. Mientras la entrada BI se mantiene al nivel

bajo (0), todos los segmentos están apagados

cualquiera que sean los niveles de las otras

entradas.

3. Mientras RBI y las entradas A, B, C y D están

al nivel bajo (0) y LT al nivel alto, todos los

segmentos están apagados y RBO pasa al

nivel bajo.

4. Mientras BI/RBO está abierto, o al nivel alto, y

LT pasa al nivel bajo, todos los segmentos

están encendidos.


Aplicaciones de los Decodificadores

Son utilizados en muchos circuitos digitales, pudiendo

ser usados para seleccionar direcciones de memorias,

para decodificar instrucciones en una computadora, para

la conversión de un código, o simplemente, para proveer

la interface entre un número decimal y un visualizador de

siete segmentos.

Sistemas de Visualización

Existen dos sistemas de visualización

a. VISUALIZACIÓN ESTÁTICA: Es aquella cuyos

visualizadores permanecen encendidos todos a la

vez durante el tiempo de presentación.

b. VISUALIZACIÓN DINÁMICA: Es aquel tipo en el que

sólo permanece activado un visualizador de los que

forman el conjunto de visualizadores, cambiando de

uno a otro de forma secuencial, a tal velocidad que el

ojo humano no es capaz de detectarlo, con lo que se

observa que todos los visualizadores están

aparentemente encendidos a la vez.


VISUALIZADORES

Visualizadores de 7 Segmentos

Uno de los dispositivos de despliegue de información

numérica más comunes es el denominado visualizador

(display) de 7 segmentos.

Cada segmento del display está constituido por un led en

forma de barra, el cual se ilumina cuando se le hace

circular una corriente de unos cuantos miliamperios. Hay

una gran variedad de tamaños y colores.

Los segmentos se nombran con las letras del alfabeto de

la a a la g. Cada uno de estos puede controlarse

independientemente de los otros, lo que permite formar

los diferentes dígitos. Por ejemplo, si se desea visualizar

el número 3 en el display, deben activarse los segmentos

a, b, g, c y d. Si se iluminan simultáneamente todos los

segmentos del display, el resultado será la aparición del

número 8.

Los displays de 7 segmentos no están limitados al uso de

leds para la generación de las barras lumínicas. Por el

contrario, se dispone de una variedad de tecnologías que

proporcionan al diseñador una gama de opciones de

acuerdo a sus requerimientos específicos.

La siguiente figura muestra la manera como se conectan

internamente los diferentes leds que constituyen los

segmentos del dispositivo.

En la parte (a) de la figura se muestra cómo los ánodos

de todos los leds se conectan entre sí, dando origen al

punto común del display. Esta versión de visualizador

recibe el nombre de display de 7 segmentos de ánodo

común, en la figura se muestra el caso en que los

cátodos se han unido para conformar el punto del

dispositivo originando así un display de cátodo común.


Técnica de Trabajo

PROCEDIMIENTO PARA PROBAR UN DISPLAY

La siguiente figura permite probar o experimentar estos

dispositivos. Cuando se cierra uno cualquiera de los

interruptores, fluye corriente desde el positivo de la

batería a través del respectivo led hacia tierra, haciendo

que éste emita luz. Las resistencias R1-R7 son

necesarias para limitar el flujo de corriente a un valor

seguro para el dispositivo.

Por ejemplo, si se quisiera formar el número 7, se

procedería a cerrar los interruptores asociados a los

segmentos a, b y c. Observe que por su configuración en

ánodo común, los extremos de las resistencias cuyos

segmentos se desea iluminar deben llevarse a tierra

(0V), por lo cual se dice que este tipo de display es de

activación en bajo. Combinando el estado de los

interruptores se pueden crear los diferentes números y

muchas de las letras del alfabeto. Así, la letra H puede

visualizarse mediante el cierre de todos los interruptores

a excepción de los asociados a los segmentos a y d.


Displays de Cristal Líquido (LCD)

Los displays de cristal líquido de siete segmentos

(LCD/Liquid Cristal Display), operan bajo un principio

diferente al de los displays de leds. Cada segmento está

hecho de un fluido viscoso que normalmente es

transparente, pero se opaca (aparece oscuro) cuando se

energiza mediante un voltaje alterno de baja frecuencia.

El voltaje alterno de excitación es generalmente una

onda cuadrada de 3 a 15V de amplitud y de 25Hz a 100

Hz de frecuencia. Se aplica entre el pin de acceso al

segmento, (a, b, c, etc.) y un pin especial llamado

backplane (léase bacplein) que sustituye al terminal

común (ánodo o cátodo) de los displays de led

convencionales.

En la siguiente figura se muestra la estructura interna y el

principio de funcionamiento de display de cristal líquido.

En contraste con los displays de led, los displays LCD no

generan luz sino que simplemente controlan la luz

incidente del ambiente. La clave de su operación es un

fluido especial denominado cristal líquido colocado en

sándwich entre dos láminas transparentes.

Sobre la lámina superior se forman los segmentos del

display, los cuales se metalizan para que puedan ser

controlados externamente. La lámina inferior o backplane

actúa como una superficie reflectora de luz y también

está metalizada.


En condiciones normales, las moléculas de cristal líquido

están alineadas o polarizadas. Cuando incide luz en el

sistema, ésta pasa a través de las moléculas de fluido, se

refleja en el backplane y retorna a la superficie sin sufrir

cambio alguno. Como resultado, el segmento permanece

brillante y aparece invisible al ojo humano.

Cuando se aplica un voltaje entre el segmento y el

backplane, las moléculas se dispersan y absorben la luz

incidente, es decir, no la dejan pasar, y por tanto el

backplane no la refleja. Como resultado, el segmento

aparece oscuro. El mismo principio se aplica para hacer

visible cualquier otro segmento y visualizar así números,

letras, etc.

En la siguiente figura se muestra la forma de probar un

display de cristal líquido. El backplane recibe

directamente un tren de pulsos de baja frecuencia, 30 Hz

en este caso, procedente de un oscilador. Los

interruptores S1 a S7 controlan, a través de las

compuertas XOR, la fase de la señal aplicada a cada

segmento.

Para que un segmento se oscurezca y sea visible, la

señal aplicada al mismo debe estar desfasada con

respecto a la del backplane. Es decir, si esta última es

alta (1), la del segmento debe ser baja (0) y viceversa.

Esto se consigue aplicando un nivel alto a la entrada de

la compuerta XOR que controla ese segmento en

particular.


La señal aplicada al segmento debe ser el inverso o

complemento de la señal aplicada al backplane.

Recuerde que una compuerta XOR actúa como un

inversor controlado, invirtiendo la señal aplicada a una de

sus entradas cuando la otra entrada está en alto y

transfiriéndola sin inversión cuando está en bajo.

Para visualizar el número 3, por ejemplo, deben cerrarse

todos los interruptores, a excepción de S5 y S6. De este

modo, las compuertas A, B, C, D y G reciben un alto en

una de sus entradas y aplican una señal invertida o fuera

de fase a los segmentos a, b, c, d y g del display.

Los segmentos e y f reciben una señal en fase y, por

tanto, permanecen brillantes.

Los LCD se utilizan extensamente en relojes,

calculadoras, termómetros, instrumentos y otras

aplicaciones digitales. Su mayor ventaja es el bajo

consumo de corriente. Además, son más económicos y

flexibles que sus contrapartes led y pueden ser leídos en

presencia de luz brillante. Presentan algunos

inconvenientes.

a. Un LCD no puede ser leído en la oscuridad. Por esta

razón, algunos displays de este tipo incluyen una

lámpara incandescente miniatura.

b. Necesitan de una fuente externa de pulsos para

operar.

c. Son muy sensibles a las bajas temperaturas.

d. Son algo delicados y tienden a ser lentos.


Displays Fluorescentes al Vacío (VFD)

Los displays fluorescentes al vacío pueden ser

considerados como los familiares distantes y modernos

de los tubos de vacío de otras épocas. Utilizan,

semejanza de los tubos al vacío

elementos tales como filamentos, grillas y placas.

La diferencia entre un tríodo convencional y esta clase

especial de dispositivo visualizador, radica en que el nivel

de los voltajes del display es muchísimo más bajo que en

los tubos electrónicos. Los voltajes utilizados son del

orden de unos 12-v lo que permite su manejo con

dispositivos combinacionales CMOS.

Las placas, recubiertas de material fluorescente, se

utilizan para formar los segmentos, el punto, la coma o

cualquier otro carácter que se desee implementar. Los

displays fluorescentes al vacío, a pesar de que se

fundamentan en una tecnología del pasado, han ganado

cierto nivel de popularidad en los últimos años. Esto se

debe a que pueden operar a niveles de voltaje y de

potencia relativamente bajos, y que además, son de gran

durabilidad y muy veloces.

El uso de filtros permite obtener una variedad de colores

y, además, su precio es favorable. En la actualidad están

siendo ampliamente utilizados como elementos

visualizadores en automóviles, videograbadoras,

televisores, electrodomésticos y relojes digitales.

Decodificador de BCD A 7 segmentos para LCDs. (a) Diagrama de bloques (b) Aplicación tipica.

Construcción interna y conexión de un display VF a un decodificador BSD a 7 segmentos.


Tabla Comparativa ,

Convertidores

El proceso de conversión requiere de dos pasos: primero

es necesario obtener muestras de los valores de la

variable a ser convertida y, posteriormente, llevar estas

muestras, de corriente o de voltaje, a la entrada del

dispositivo que se encargará de convertir el dato

analógico a un dato binario.

Puesto que es necesario sostener constante el valor de

la muestra mientras el convertidor de análogo a digital

desarrolla su labor de conversión, se requiere de un

elemento adicional conocido como un retenedor, el cual

se coloca entre el circuito de muestreo y el convertidor.

En ocasiones, cuando la señal que se desea convertir

varía lentamente, es posible prescindir del elemento de

retención.

CONVERTIDORES DE DIGITAL A ANÁLOGO (DAC)

La operación de los convertidores digital / análogo, o

DACS (Digital to Analog Converters) es muy sencilla.

Funciona básicamente como un sumador, convirtiendo

una palabra digital, un byte, a un voltaje análogo

equivalente sumando todos los unos de la palabra digital

pero asignándoles un peso de acuerdo a su posición

dentro de la palabra.

Los convertidores Digital/Análogo (D/A) se construyen,

utilizando redes de resistencias cuyos valores reflejan los

pesos de los diferentes bits, y sumando las corrientes

resultantes por medio de un circuito sumador construido

en base a un amplificador operacional, versión, conocida

como de red en escalera, solo requiere dos valores de

resistencias, por lo cual su implementación es mucho

más sencilla.

Caract.

Tipo de visual

Tensión Solidez Ángulo de visibilidad

Consumo por dígito

Vida media en

horas Luminosid

Facilidad de

montaje

Tubo nixie

80-100

V cc Mala 100º 350 mW 200.000 Excelente Buena

Led 5 V. cc Excelente 150º 150 mW 100.000 Buena Excelente

Incandes 5 V Aceptable 150º 250 mW 100.000 Excelente Aceptable

LCD 4,5 V. cc Buena 90º-120º 100 µW 25.000 Según la iluminación

Delicada

Construcción interna de un display tipo VF decodificador BCD a 7 segmentos.


CONVERTIDORES DE ANÁLOGO A DIGITAL (ADC)

Los convertidores de análogo a digital (Analog to Digital

Converter) complementan la función de los conversores

digital a análogo. Su función es convertir cantidades

análogas a números binarios. Existen varias alternativas

para la construcción de convertidores como éstos.

Prácticamente todas ellas requieren de un elemento muy

simple pero muy definitivo que es el comparador.

La salida de los comparadores, es esencialmente digital,

es alta si la entrada A es mayor que la B, y baja en caso

contrario.

El comparador amplifica la diferencia de voltajes a su

entrada para producir la salida; es decir, el voltaje a su


salida, V0, en donde, G es la ganancia del amplificador y

A y B son los voltajes a su entrada.

PARÁMETROS MÁS IMPORTANTES DE LOS

CONVERTIDORES

1. La resolución: Es el cambio más pequeño en el

voltaje análogo de entrada que se refleja en un

cambio de 1 bit en la salida digital.

2. El número de bits: Es el número de bits a la salida

del convertidor. A mayor número de bits, mejor la

resolución y su exactitud.

3. Tiempo máximo de conversión: Es el tiempo que

tarda el convertidor en completar la conversión del

dato.

4. Rango de voltajes de entrada: El rango permisible

de voltajes de entrada que pueden ser convertidos.

5. Código de la salida: Algunos convertidores A/D

entregan códigos binarios mientras que otros

entregan datos en BCD.

6. Modo de salida: (para DACS): Es posible tener

salidas de voltaje o de corriente en convertidores

D/A.

7. Tiempo de estabilización: (Settlin time): Es el

tiempo necesario para que el voltaje análogo a la

salida de un DAC se estabilice a su valor final.


Es preciso, además, tener en cuenta las siguientes

consideraciones, especialmente en lo concerniente a los

convertidores de análogo a digital:

En cuanto a la velocidad en operación se refiere, los

convertidores D/A son relativamente rápidos, ya que son

esencialmente, unos sumadores analógicos.

Produciendo salida en tiempos inferiores a 1µs. Los

convertidores A/D tienden a ser más lentos. Ruido de

cuantización. La señal que se reconstruye a partir de los

valores convertidos, ya no es igual a la señal original.

Este ruido disminuye con el número de bits del

convertidor.

EJEMPLOS DE CONVERTIDORES A/D COMERCIALES

• Convertidor de propósito general. El ADC0804.

• Convertidor con multiplexor incorporado.

El ADC0808.

• Convertidor de alta velocidad. El ADC08351.

• Convertidor de alta resolución. El AD7705.

Disparador Schmitt

El disparador Schmitt es una compuerta, por lo general

inversora, que posee la característica especial de

desplazar su umbral de conmutación dependiendo de si

su entrada está cambiando de alto a bajo o de bajo a

alto. El comportamiento especial del disparador Schmitt

se puede describir de la siguiente manera:

1. Suponga que el voltaje de entrada está cambiando

de bajo a alto. Mientras la entrada al disparador

Schmitt sea lo suficientemente baja, su salida será

alta, ya que su comportamiento es el de un inversor.

Cuando la entrada al disparador supera, subiendo,

un determinado voltaje denominado voltaje de umbral

de subida, o voltaje de umbral positivo, la salida del

inversor cambia de alto a bajo.

2. Ahora, si la entrada al inversor es alta, pero está

cambiando hacia baja, la salida no cambiará hasta

que su entrada no haya disminuido situándose por

debajo de un nivel de voltaje denominado voltaje de

umbral de bajada, o voltaje de umbral negativo.

El voltaje de umbral de subida, VT+, es mayor que el

voltaje de umbral de bajada, VT- . A la diferencia

entres estos dos voltajes, o sea, VT+ - VT- , se le

conoce como histéresis. Esto le confiere al

disparador Schmitt la habilidad para volver muy

cuadradas formas de ondas lentas y “arrugadas”,


además de ayudar a suprimir ciertos procesos

ruidosos indeseables.

CÓMO FUNCIONA EL DISPARADOR SCHMITT

El disparador Schmitt, por el contrario, nos entrega una

salida nítida, pues ésta sólo se hace cero a partir del

momento que la entrada excede su nivel de umbral

positivo. Una vez que su salida ha cambiado, sin

embargo, no volverá a cambiar hasta tanto el nivel a su

entrada caiga por debajo de su voltaje de umbral

negativo, y por lo tanto, los cruces repetidos de

cualquiera de sus dos umbrales individuales no producen

cambios repetidos a su salida.

USOS DEL DISPARADOR SCHMITT

El disparador Schmitt encuentra uso frecuente en

aplicaciones como conformador de onda, detector de


umbral, eliminador de ruido, eliminador de rebotes en

suiches mecánicos y en circuitos osciladores de muchas

clases.

EL DISPARADOR SCHMITT EN CIRCUITO

INTEGRADO

En la figura se muestra la configuración del 74LS14, del

74LS13 y del 74LS132, compuertas estas todas que

presentan comportamiento de disparador Schmitt.

En CMOS, las referencias de disparadores Schmitt más

usadas son el 74C14, el CD40106, el CD4093 y el

CD4584, en donde el 74C14, el CD40106 y el CD4584

son todos hex inverters, mientras que el CD4093 es un

circuito integrado que contiene cuatro compuertas NAND

de dos entradas dotadas ambas de histéresis, muy a

semejanza de la 74LS132.


TÉCNICAS DE TRABAJO

Identifique Componentes

1. Observe los componentes dados.

2. Seleccione el tipo de componente que se pide.

3. Lea los datos impresos en el dispositivo o

componente (especificaciones, código de colores o

nomenclatura: letras y números) para conocer las

especificaciones y/o características del mismo.

4. De ser necesario, según el componente, consulte el

manual de semiconductores, para conocer las

especificaciones y/o características del componente.

5. Tome nota de las mismas.

Para efectuar esta técnica de trabajo es recomendable

usar el manual de semiconductores.

1. Ubique el código o nomenclatura del componente en

la sección última del manual de semiconductores

(sección de letras y números).

2. Tome nota del número del dispositivo de reemplazo o

dispositivo equivalente del original.

3. Ubique el número del dispositivo de reemplazo en la

sección del manual “Lista de reemplazos”.

4. Tome nota de la página, figura y características del

dispositivo de reemplazo que ofrece el manual.

5. Ubique la página y la figura dada en el manual donde

se especifican más ampliamente sus características.

6. Tome nota de toda esta información (diagramas de

Pines, Voltajes, Corrientes, Potencia, etc.).


ENSAMBLAR CIRCUITOS ELECTRÓNICOS

Es el proceso de unir y ajustar componentes y/o

dispositivos electrónicos según un plano o diagrama

esquemático dado, para conformar un circuito con unas

características de funcionamiento específicas.

A continuación se presentan en las técnicas de trabajo

varios circuitos electrónicos digitales para ser

ensamblados por los participantes, éstos se plantean

como simples ejemplos que sirvan para desarrollar en el

lancero o lancera las destrezas y habilidades en el

proceso de ensamblaje de estos tipos de circuitos. El

instructor está en libertad para implementar estos

ejemplos o agregar y/o plantear otros.

Ensamblaje de Contador Fotoeléctrico

Dado el diagrama, los componentes y el circuito impreso

ensamble un CONTADOR FOTOELÉCTRICO .

TÉCNICA DE TRABAJO

1. Ensamble la tarjeta principal.

Coloque los diferentes elementos de acuerdo a

su tamaño.

Suelde primero los puentes, luego las bases de

los integrados, el potenciómetro, el relevo y por

último, los conectores.

2. Ensamble la tarjeta de visualización.

Suelde el punto bajo los displays.

Suelde los displays.

Conecte el cable ribbon, por un extremo a los

terminales del circuito impreso marcados con

letras, y por el otro extremo al conectar blanco

de 22 pines.

3. Ensamble la tarjeta de los interruptores DIP.

Suelde los interruptores.

Conecte 3 cables ribbon de 4 hilos y 10 cms. de

longitud por uno de sus extremos con el circuito

impreso a los terminales marcados con letras, y

por el otro extremo conecte 3 conectores

blancos de 4 pines.

4. En la parte posterior de la caja ubique tres borneras

(una negra, dos rojas), asegúrelas con sus

respectivos aisladores y tuercas.

Coloque el conector tipo “bafle” (dos terminales) de

adentro hacia fuera, sujételos y ASC/DESC y sus

respectivos tornillos.


5. Suelde cables de 10 cms. entre los terminales de la

tarjeta principal marcados como PRG/CUENT y

ASC/DESC y sus respectivos interruptores.

6. Suelde cables de 10 cms. entre los terminales de la

fotocelda y el jack monofónico.

7. Suelde cables de 10 cms. entre las tres borneras y

los terminales 5V, GND y 12V.

8. Suelde cables de 10 cms. entre el contacto del relé

normalmente abierto (NA) y el conector tipo bafle.

9. Conecte las tarjetas de visualización y la de

interruptores DIP a través de sus correspondientes

conectores J1, J2, J3 y J4.

10. Conecte el cable de tierra de la tarjeta de

interruptores.

11. Asegure con tornillos de 2mm. las 4 tapas del chasis.

12. Ubique el sensor óptico de manera que no reciba

iluminación reflejada o directa de otras fuentes. Sólo

debe recibir luz emitida por el trasmisor. La fotocelda

debe protegerse con un tubo negro pequeño.

13. Conecte el sensor con el contador utilizando un cable

de 50 cms. y un plug monofónico macho.

MATERIALES, HERRAMIENTAS, EQUIPOS E

INSTRUMENTOS

• Estaño

• Pasta para soldar (fundente)

• Silicona

• Disolvente (alcohol)

• Alicate universal

• Alicate de corte diagonal

• Alicate pela cable

• Pinzas punta redonda y punta cuadrada

• Pinza punta curva

• Destornilladores planos y de estría

• Navaja

• Soldador tipo cautín

• Porta soldador

• Solda-pull

• Cepillo

• 3 Circuitos integrados 7447 Ref. IC1, IC2, IC3

• 3 Circuitos integrados 74190 Ref. IC4, IC5, IC6

• 1 Circuito integrado 4093 Ref. IC7


• 21 Resistencias de 470-1/4W Ref. R1 a R21

• 14 Resistencias de 4,7K-1/4W Ref. R22 a R34, R37.


• 1 Resistencia de 10K-1/4W Ref. R35

• 1 Resistencia de 1K-1/4W Ref. R36

• 1 Trimmer de 100K Ref. P1

• 1 Diodo de propósito general 1N4004 Ref. D1

• 3 Display’s ánodo común Ref. DISP1 a DISP3

• 1 Transistor de propósito general 2N3904 NPN Ref.

Q1.

• 3 Dip switches de 4 posiciones Ref. DIP1, DIP2,

DIP3.

• 2 Suiches de codillo SPDT Ref. S1, S2

• 1 Relé de 12V

• 1 Fotocelda

• 3 Conectores blancos en línea de 6 pines

• 3 Conectores blancos en línea de 4 pines

• 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-09a, KDM-09b,

KDM-09c.

• 6 Bases para circuito integrado de 16 pines


• 1 Chasis metálico KDM-09

• 1 Conector tipo baffle de dos terminales

• 1 Bornera negra

• 2 Borneras rojas

• 1 Jack monofónico

• 1 Plug monofónico

• 6 Tornillos de 1/8” x 1/4” con tuercas

• 4 Tornillos de 1/8” x 1/2” con tuercas

• 8 Tornillos golosos de 3mm

• 10 cm Espagueti plásticos aislante

• 12 Espadines para circuito impreso

• 1 Pantalla de acrílico de 30 mm x 75 mm, color

humo.

• 20 cm Cable ribbon de 40 hilos

Ensamblaje de Capacímetro Digital


ensamble un CAPACÍMETRO DIGITAL .

TÉCNICA DE TRABAJO

1. Ensamble de la tarjeta de visualización.

• Suelde los puentes de alambre.

• Suelde las resistencias y los diodos.

• Fije y suelde los displays.

• Suelde el condensador C5 acostado.

2. Ensamble de la tarjeta de control.

• Suelde los puentes, resistencias, diodos, bases,

condensadores, y por último los transistores,


dóblelos hacia atrás y sujete sus disipadores con

tornillos del circuito impreso.

3. Ubique la llave selectora en el chasis.

4. Ensamble los accesorios de la tapa frontal, el

pulsador y la bornera de prueba.

5. Suelde los cables de los terminales de la tarjeta de

visualización de 10 cm.

6. Fije la tarjeta de visualización con tornillos, haciendo

coincidir los displays con la ventana del chasis,

sujete también la lámina de acrílico.

7. Monte el circuito de control sobre la tapa posterior del

chasis, suelde los cables de conexión entre los dos

circuitos y con los terminales correspondientes.

8. Suelde la bornera, el pulsador y por último la llave

selectora.


INSTRUMENTOS

• Estaño


• Silicona








• Navaja


• Porta soldador

• Solda-pull

• Cepillo

• 1 Circuito integrado LM324 Ref. IC1

• 1 Circuito integrado CD4011 Ref. IC2

• 1 Circuito integrado LM555 Ref. IC3

• 1 Regulador 7812 Ref. RG1

• 1 Regulador 7805 Ref. RG2

• 1 Resistencia de 100Ohm-1/4W Ref. R1

NOTA: La llave selectora de tres terminales y cuatro posiciones, tiene en su centro los tres puntos comunes para cada juego de contactos y en la periferia tiene los puntos de contacto correspondientes a cada grupo. Esta llave se usa para cambiar la escala de medida y el punto decimal simultáneamente.


• 2 Resistencias de 47KOhm-1/4W Ref. R2,R22

• 4 Resistencias de 4,7KOhm-1/4W Ref. R3,R4,

• R14, R18.

• 1 Resistencia de 56KOhm-1/4W Ref. R5


• 1 Resistencia de 680Ohm-1/4W Ref. R7

• 4 Resistencias de 10KOhm-1/4W Ref. R8,R9,

R10,R15.

• 3 Resistencias de 1MOhm-1/4W Ref. R11,R12, R3

• 3 Resistencias de 100KOhm-1/4W Ref. R16,R17,R19



• 1 Condensador electrolítico de 2200µF/25V Ref. C1

• 4 Condensador cerámico de 0.1µF/50V Ref. C2,C5,

• C6, C14.

• 2 Condensadores electrolítico de 470µF/25V Ref. C3,

C4.

• 2 Condensadores cerámico de 0.001µF/50V Ref. C7,

C13.

• 1 Condensador cerámico de 0.022µF/50V Ref. C8

• 3 Condensadores cerámico de 0.0022µF/50V Ref.

C9, C11, C12.

• 1 Condensador de tantalio de 2.2µF/35V Ref. C10

• 1 Puente rectificador de 1.5A (W06M) Ref. D1

• 2 Diodo zener de 6.8V/1W Ref. D2,D3

• 2 Diodos de propósito general 1N4148 Ref. D4,D5

• 1 Transistor de propósito general 2N3906 Ref. Q1


• 1 Trimmer de 500Ohm Ref. P1

• 1 Trimmer de 5KOhm Ref. P2




• 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-11a

• 1 Base para circuito integrado de 8 pines



• 2 Disipadores TO220

• 4 Tornillos de 1/4 x 1/8 con sus tuercas

• 6 Tornillos de 1/2 x 1/8 con sus tuercas

• 8 Tornillos golosos de 2mm

• 4 Separadores plásticos

• 1 Llave selectora 3P4T

• 1 Perilla para potenciómetro

• 1 Pulsador cuadrado N.A.

• 1 Bornera tipo baffle


• 1 Jack monofónico para chasis

• 1 Chasis metálico

Ensamblaje de Cerradura Codificada


ensamble una CERRADURA CODIFICADA .

TÉCNICA DE TRABAJO

1. Suelde los puentes.

2. Suelde resistencias, diodos, condensadores,

transistores y bases.

3. Doble los terminales del regulador colocando el área

de disipación contra el circuito impreso y suéldelo.

4. Suelde el relevo, los conectores J1 y J2, los sockets

en línea J3, J4 y J5 y por último los espadines.

5. Coloque y suelde con cuidado el conector AC/DC

para alimentación J1, siguiendo la orientación del

circuito impreso.

6. Fije la clave deseada, usando los sockets de

programación (J3, J4 y J5) y puentes de alambre

cubiertos, para evitar cortos. Los terminales de todas

las teclas que no se emplean para fijar la clave, se

llevan al socket de reposición J5.

7. Inserte el teclado decimal en el conector J2 y suelde

el pulsador de reposición (RST) Reset.

Socket: Enchufe hembra, base o sócalo para

conectar puentes de alambre.


INSTRUMENTOS

• Estaño


• Silicona








• Navaja


• Porta soldador

• Solda-pull

• Cepillo





• 1 Regulador fijo de 12V, 7812 Ref. RG1

• 6 Resistencias de 1KΩ-1/4W Ref. R1, R2, R3, R4,

R5, R7.

• 1 Resistencia de 470Ω-1/4W Ref. R6

• 1 Resistencia de 2.7KΩ-1/4W Ref. R8

• 1 Resistencia de 100KΩ-1/4W Ref. R9

• 3 Resistencias de 4.7KΩ-1/4W Ref. R10, R12, R13.


• 1 Condensador electrolítico de 100µF/25V Ref. C1

• 1 Condensador de tantalio de 2.2µF/35V Ref. C2

• 2 Condensadores cerámicos de 0.1µF/50V Ref. C3,

C5.

• 1 Condensador electrolítico 10µF/16V Ref. C4

• 2 Diodos rectificadores 1N4004 Ref. D1, D2

• 1 Diodo led de 5mm, rojo Ref. D3

• 1 Diodo led de 5mm, verde Ref. D4

• 1 Diodo led de 5mm, amarillo Ref. D5

• 2 Transistores de propósito general 2N3904 Ref. Q1,

Q2.

• 1 Relé de 12V-10A Ref. RL1

• 1 Conector AC/DC Ref. J1

• 1 Conector en línea de 14 pines, macho Ref. J2

• 1 Socket en línea de 12 pines Ref. J3



• 1 Teclado decimal


• 1 Base para circuito integrado de 14 pines


• 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-13

Ensamblaje de un Frecuencímetro Digital


ensamble un FRECUENCÍMETRO DIGITAL .

TÉCNICA DE TRABAJO

1. Suelde todos los puentes de alambre.

2. Suelde en orden los siguientes componentes:

resistencias, diodos, transistores, bases para circuito

integrado, condensadores, borneras y trimmer

multivuelta.

3. Monte y suelde los displays, oriéntelos

adecuadamente.


4. Limpie el circuito impreso con disolvente. Déjelo

secar.

5. Coloque sobre sus bases todos los circuitos

integrados atendiendo a su correcta orientación.

6. Construya las puntas de prueba del frecuencímetro

soldando los dos caimanes del extremo del cable

duplex.

7. Conecte las puntas de prueba en la bornera de

entrada correspondiente, atendiendo a la polaridad y

a los colores de los cables, positivo-rojo y negativo-

negro.


INSTRUMENTOS

• Estaño


• Silicona








• Navaja


• Porta soldador

• Solda-pull

• Cepillo

• 1 Circuito integrado optoaislador 4N25 Ref. IC1




• 2 Resistencias de 10KΩ-1/4W Ref. R1, R8

• 1 Resistencia de 100 KΩ-1/4W Ref. R2

• 6 Resistencias de 1KΩ-1/4W Ref. R3, R4, R7, R10,

R11, R12.



• 1 Resistencia de 5.6KΩ-1/4W Ref. R9

• 7 Resistencias de 330Ω-1/4W Ref. R13 a R19

• 1 Resistencia de 390Ω-1/4W Ref. R20

• 1 Trimmer multivueltas de 100KΩ Ref. P1

• 2 Diodos rápidos 1N4148 Ref. D1, D2

• 4 Transistores de propósito general 2N3906 Ref. Q1,

Q3, Q4, Q5.



• 2 Condensadores cerámicos de 0.01µF/50V Ref. C1,

C3.

• 1 Condensador de tantalio de 1µF/35V Ref. C2



• 4 Displays ánodo común Ref. DISP1 a DISP4

• 1 Circuito impreso CEKIT Ref. KDM-19

• 2 Conectores de tornillo, de dos pines

• 2 Caimanes pequeños, rojo y negro



• 1m Cable duplex Nº 24, rojo y negro


GLOSARIO

0: Son circuitos electrónicos con dos niveles diferentes

de voltaje. En lógica positiva, el mayor nivel de voltaje se

designa representativo del estado lógico 1. El otro estado

se designa con 0.

1: Indica uno de los dos posibles estados lógicos. Para

relacionar estos estados.

Apagado (OFF): El estado no conductor de un elemento

conmutador, generalmente un transistor.

Biestable: La propiedad de tener dos estados estables.

En consecuencia un circuito biestable a menudo se llama

indefinidamente un “biestable”.

Encendido (ON): El estado conductor de un elemento

conmutador.

Flotación: Un potencial no fijo.

Inversor digital: Circuito que invierte señales digitales,

convirtiendo “0” en “1” y viceversa.

Onda Cuadrada: Onda de corriente alterna (CA) que

alterna su valor entre dos valores extremos sin pasar por

los valores intermedios (lo contrario de lo que sucede con

la onda senoidal y triangular, etc.).

Onda triangular: Onda de corriente alterna (CA) en la

que la variación de la amplitud en función del tiempo

puede ser descrita mediante segmentos rectos,

creándose la imagen de un triángulo de base horizontal.

Rampa: Una forma de onda en la cual la variable, ya sea

voltaje o corriente, se incrementa o decrece linealmente

con el tiempo.

RMS: Valor eficaz que un instrumento debería medir

para una onda seno. Es calculado a partir de una onda

rectificada. Si se miden señales que no son senoidales,

el valor es erróneo.

Señal: Usado indefinidamente para significar la forma de

onda, tanto de corriente como de voltaje, proporcionada

por una fuente.

Tensión RMS: Valor de tensión en corriente continua

que producirá la misma potencia disipada en una

resistencia.


Tierra: Comprende a toda la ligazón metálica directa, sin

fusibles ni protección alguna, de sección suficiente entre

determinados elementos o partes de una instalación y un

electrodo o grupo de electrodos enterrados en el suelo,

con el objeto de conseguir que en el conjunto de

instalaciones no existan diferencias potenciales

peligrosas y que al mismo tiempo permita el paso a tierra

de las corrientes de falla o la de descargas de origen

atmosférico.

Tierra: La terminal a la cual generalmente se refiere los

potenciales. En la práctica, el chasis de metal sobre el

cual se construye una unidad electrónica.

TTL: Lógica transistor.


REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Gil, A., Remiro, F. & Cuesta, L. (1997) . Electrónica

Digital y Microprogramable. Editorial Mc Graw-Hill.

Madrid-España.

González, G.F. & Hernández M., J. (1999) . Curso

Práctico de Electrónica Digital y Circuitos Integrados,

fascículos Nº 7 y 8. Editorial CEKIT. Pereira-Colombia.

Morris, R. & Millar, J. (1978) . Diseño con Circuitos

Integrados TTL. Compañía Editorial Continental, S.A.

México DF-México.

Rodríguez, A. & otros. (1991) . Prácticas de Electrónica.

Editorial Mc Graw-Hill. Madrid-España.

Rodríguez, L. (1999) . Electrónica Digital Moderna Tomos

1, 2 y 3. Editorial CEKIT. Pereira-Colombia.

Tokheim, R. (1991) . Principios Digitales. (2ª ed.).

Editorial Mc Graw-Hill. Madrid-España.

Aprenda Fácil Electrónica Digital . Fascículos Números

7 y 8. Ediciones Culturales Ver. Bogotá-Colombia.

http://html.rincómdelvago.com/circuitos-electricos-y-

electronicos.html.com

http://www.simbologia-electrica.com/

http://www.infet.org//lecciones/teoriaatomica/defaulthtml.c

om

http://www.fiscanet.comar/fisica/f3oup01/ap/f3_20c_mag

netismo-php

Documents

Circuitos Electrónicos Digitales[1]