practica 3 labo 2014_escribe tu nombre en displays

PRACTICAS DE ELECTRÓNICA DIGITAL I:
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA
PRÁCTICA 3:
(CIRCUITOS SECUENCIALES)
ESCRIBE LAS INICIALES DE TU
NOMBRE Y APELLIDOS EN
DISPLAYS.
Electrónica Digital I (2º. GITT)
Javier Rubiato Brotóns
Ingenieríade
Telecomunicación
E s c u e l a P o l i t é c n i c a S u p e r i o r d e E l c h e
G R A D O E N I N G E N I E R Í A D E T E C N O L O G Í A S D E
T E L E C O M U N I C A C I Ó N
A R E A D E T E C N O L O G Í A E L E C T R Ó N I C A

Prácticas en el Laboratorio de Electrónica Práctica 3. Iniciales de tu Nombre en Displays
Electrónica Digital I 2
Sumario
1. Objetivos y condiciones
2. Material necesario
3. Desarrollo de la práctica
4. Anexo: diseño y montaje del circuito de visualización en displays de las iniciales de
un nombre y apellidos, con 3 letras.
1. OBJETIVOS y CONDICIONES.
Se desea diseñar y realizar el montaje de un circuito que controle la visualización
mediante displays de un nombre y apellidos con 3 letras, que vayan pasando de
izquierda a derecha.
El circuito deberá visualizar, de izquierda a derecha, en los displays, las 3 letras que
componen el nombre y los apellidos, comenzando por la última letra, para poder
mostrarlo al derecho y no al revés.
El circuito deberá satisfacer las siguientes condiciones:
1. El primer display (visto de izquierda a derecha), deberá empezar a mostrar la
última letra. Una vez haya pasado un tiempo Ton , tiempo en el que el display debe
permanecer encendido, el display se apagará durante un tiempo Toff , tiempo en el
que el display debe permanecer apagado, y la última letra pasará a mostrarse en el
segundo display, iluminándose en el primer display, la penúltima letra,
permaneciendo encendidas ambas letras durante un tiempo Ton , y así
sucesivamente, de manera que la última letra que se iluminará en el primer display,
es la primera letra que compone las iniciales del nombre y apellidos. De esta forma,
el nombre entero queda visualizado al derecho, debiendo permanecer encendido
durante un tiempo Ton y apagarse todos los displays a la vez durante un tiempo Toff ,
volviendo a empezar de nuevo desde el principio, mostrando en el primer display la
última letra, y en los demás nada. Dará entonces, la sensación de que las letras van
corriendo de izquierda a derecha.
2. Cada letra deberá permanecer encendida en los displays durante un tiempo
Ton=0.68 segundos, y apagada durante un tiempo Toff=0.24 segundos.
Para facilitar la comprensión del circuito de control que se pretende abordar, se
adjunta un Anexo donde se dan las explicaciones pertinentes, acompañadas de
representaciones esquemáticas de las conexiones de alguno de los integrados a utilizar.

2. MATERIAL.
 1 CI 74HC153 ( Cada CI, contiene 2 multiplexores de 4 entradas de datos, 1 salida y
dos selectores de control)
 1 CI 74HC221A (Contiene 2 multivibradores monoestables que se emplearán como
temporizadores)
 1 CI 74HC74 (Contiene 2 biestables D)
 2 CI 74HC02 (Cada CI, contiene 4 puertas NOR de dos entradas)
 3 CI 74HC00 (Cada CI, contiene 4 puertas NAND de dos entradas)
 3 Displays de 7 segmentos TDSR 5160 (Cátodo Común)
 24 resistencias de 220 Ω.
 1 resistencia de 2k4 Ω.
 1 resistencia de 6k8 Ω.
 2 condensadores electrolíticos de 100µF / 63V
NOTA: Para que en el display se muestre las letras “ed1”, por ejemplo, se
necesitan 3 CI 74HC00 y 2 CI 74HC02, si solo se hiciese con puertas, sin usar los
multiplexores, pero si se eligen otras letras, se necesitarían otro número de
integrados, para lo cual, el lector tendría que indicar el material que necesitaría.
Si el alumno desea hacer el diseño con un temporizador 555, en vez de con un
221A, deberá indicárselo al profesor, al igual que el material necesario para
utilizar el temporizador 555.

3. DESARROLLO.
3.1. DISEÑO DEL AUTÓMATA.
1.- Representar el diagrama de estados del autómata que controla el circuito que se
quiere diseñar. Para ello, tener en cuenta que las entradas al autómata van a ser los
tiempos que queremos que las letras estén encendidas y apagadas, que son los que
van a determinar, cuando cambiamos de estado, o si nos quedamos en el mismo
estado. Para simplificar un poco el circuito, considerar que el tiempo que van a
estar encendidas las letras (Ton), será ST y el tiempo que van a estar apagadas (Toff),
será TS.
2.- Partiendo del autómata anterior, determinar el número de biestables que se
necesita, y el número de bits necesarios para codificar cada uno de los estados.
3.- Represente esquemáticamente, a nivel de bloque funcional y utilizando
multiplexores, la implementación de las funciones lógicas de las variables de
entrada de los biestables DA y DB.
4.- Siguiendo las condiciones que debe de satisfacer el circuito, expuestas en el
punto 1 del apartado de Objetivos y Condiciones, obtener y representar
esquemáticamente, a nivel de bloque funcional y con símbolos de puertas, la
implementación de las funciones lógicas de cada uno de los segmentos (a, b, c, d, e,
f, g), del circuito decodificador de cada uno de los 3 displays de 7 segmentos, que
mostrarán las letras que componen las iniciales a diseñar.
3.2. DIAGRAMA GENERAL DE INTERCONEXIÓN.
1.- Haga una representación general donde se refleje la interconexión de los CIs
necesarios (tomando como referencia el esquema que aparece más abajo),
indicando claramente los nombres de las señales conectadas a cada pin, sin incluir
el cableado entre los CIs, y el orden en que los integrados se van a colocar en la
placa de montaje. Para ello deberá consultar los diagramas de conexión y tablas de
verdad de los respectivos CIs en sus correspondientes hojas de especificaciones
técnicas, y que se adjuntan con esta práctica.
1 2 3 4 5 6 7 8
16 12 9
74HC153
(2-MUX)
1 2 3 4 5 6 7
14 8
74HC74
(2 BI-D)
1 2 3 4 5 6 7
14 8
74HC02
(4 NOR)
1 2 3 4 5 6 7
14 8
74HC00
(4 NAND)

2.- Realizar el montaje del circuito completo sobre las placas de inserción,
siguiendo el esquema de las interconexiones obtenidas en el punto anterior y del
que se da en la figura 2 del Anexo, correspondiente a los temporizadores. En la
realización de este montaje, deben tenerse en cuenta las siguientes consideraciones:
 Realizar el diseño con el menor número de puertas posibles, según el material
necesario que se dispone para realizar la práctica.
 La alimentación de todos los integrados, será de 5V.
 Las señales de activación de los temporizadores, por razones prácticas, son las
negadas onI _ T e offI _ T .
 Al realizar el montaje del circuito de los temporizadores (figura 2 del Anexo),
hay que tener la precaución de conectar los condensadores C1 y C2 respetando
rigurosamente la polaridad de sus terminales.
 Los terminales clear de los temporizadores y clear y preset de los biestables
deben conectarse a +VCC (nivel lógico alto)
 Como señal de reloj (CLK) utilice la salida TTL/CMOS del generador de
funciones, a una frecuencia de 4 Hz.
 Para proteger los segmentos de los displays, colocaremos a la entrada de cada
segmento, una resistencia de 220 Ω, excepto en los pines 3 y 8, que irán las dos
unidas a tierra. ES MUY IMPORTANTE, QUE NO SE TOQUEN LAS
RESISTENCIAS ENTRE SÍ, PODRÍAN FUNDIRSE LOS SEGMENTOS
DEL DISPLAY.

4. ANEXO: DISEÑO Y MONTAJE DEL CIRCUITO DE
VISUALIZACIÓN EN DISPLAYS DE LAS INICIALES DE
UN NOMBRE Y APELLIDOS CON 3 LETRAS.
4.1. DIAGRAMA DE BLOQUES GENERAL.
En esta práctica nos enfrentamos al diseño de un circuito, cuyo esquema general
aparece en la figura 1.
Se trata de un sistema secuencial que consta de dos temporizadores y un autómata
de tres estados, formado por el circuito combinacional y dos biestables tipo D.
La misión de los temporizadores es la de generar dos señales de control, transcurrido
un intervalo de tiempo programado, una para un tiempo de encendido Ton , y otra para
un tiempo de apagado Toff. Estas señales de control, formarán parte de las entradas del
autómata.
El circuito combinacional, estará formado por dos multiplexores, encargados de
generar las entradas de los biestables, y por las puertas lógicas o circuitos
decodificadores, encargados de decodificar los displays, para que se enciendan los
segmentos correspondientes a las letras que componen las iniciales.
Los biestables tienen la misión de memorizar el estado anterior, en un instante
determinado, para que sepa el autómata a qué estado siguiente tiene que pasar,
dependiendo también de la entrada que tenga en cada momento. Por lo tanto, la salida
de los biestables, irán a la entrada del autómata, formando así, un lazo de
realimentación.
Figura 1. Esquema general del circuito de control
Circuito
Combinacional
Bi-D
A
Bi-D
B
Tiempo.
(ON)
Tiempo.
(OFF)
VN, AN
RN, VE
AE, RE
Luces del
semáforo
.
.
.
.
.
.
.
.
.
DA
DB
QA
QB
CLK
Ton
ToffI_Toff
I_Ton

4.2. CONEXIÓN DEL CIRCUITO TEMPORIZADOR (74HC221A).
Las señales Ton y Toff son las salidas generadas por los temporizadores después de
transcurridos unos determinados intervalos de tiempo desde que reciben su señal de
activación correspondiente, I_Ton e I_Toff. Estos intervalos de tiempo, denominados T1 y
T2, se corresponden con las constantes de tiempo asociadas a los productos R1C1 y
R2C2, respectivamente, donde T1 > T2. Para realizar la función de los temporizadores se
empleará el chip 74HC221A, constituido por dos multivibradores monoestables, cuyas
características y modos de operación aparecen descritos en las hojas de especificaciones
que se adjuntan a este anexo. El esquema de conexión de los temporizadores se indica
en la figura 2, donde los valores que se han elegido para las resistencias y
condensadores son:
R1 = 6K8
R2 = 2K4
C1 = C2 =100 µF
A continuación podemos ver un esquema de cómo quedaría conectado el circuito
temporizador 74HC221A.
En nuestro caso, el tiempo que tiene que pasar cada letra iluminada en el display
Ton, no es más que la negación del tiempo que tienen que permanecer apagadas Toff, con
lo que conectaremos la entrada onI _ T del temporizador a la salida offT , es decir, el pin
1 con el pin 5, y la entrada offI _ T a onT , es decir, el pin 9 con el pin 13, consiguiendo
así dos temporizaciones diferentes, sin haber modificado el diseño del autómata. Para el
correcto funcionamiento del autómata, conectaremos el pin 2 con el 3 y a Vcc, y lo
mismo con el pin 10 y 11.
Figura 2. Esquema de conexión de los temporizadores
1 2 3 4 5 6 7 8
16 12 9
74HC221A
(CLR)
(CLR)
GND
+VCC
R1 C1
T
off
T
on
b (GND)
a (+V
cc
)
I_T
off
I_T
on
R2C2
T
on
T
off
b (GND)
(+VCC) a +VCC

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