Laboratorio 6 Circuitos Digitales
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LABORATORIO 06 DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS Y CODIFICADOR DE PRIORIDAD
ALUMNO: Marcelo De la Cruz, Paul Alexander
CÓDIGO: 15190238
DOCENTE: Torres Santos, William
HORARIO: Jueves 10:00-12:00
CICLO:
VI
Ciudad Universitaria, Junio 2019
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
ÍNDICE 1.
2.
3.
4.
5.
6.
MEMORIA DESCRIPTIVA ............................................................................................................. 4 1.1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 4
1.2.
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 4
1.3.
RESUMEN ................................................................................................................................... 4
MEMORIA DE CALCULO .............................................................................................................. 4 2.1.
CODIGO BCD ................................................................................................................................. 5
2.2.
DISPLAY...................................................................................................................................... 5
2.3.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS ............................................................................. 6
2.4.
CODIFICADOR DE PRIORIDAD ............................................................................................ 11
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ................................................................................................ 13 3.1.
DIODOS LED ............................................................................................................................. 13
3.2.
RESISTENCIA 470 OHMS ....................................................................................................... 14
3.3.
PROTOBOARD ......................................................................................................................... 15
3.4.
DIP SWITCH .............................................................................................................................. 16
3.5.
INTEGRADO 74LS153.............................................................................................................. 17
3.6.
INTEGRADO 74LS04................................................................................................................ 19
3.7.
INTEGRADO 74LS04................................................................................................................ 21
METRADO,PRESUPUESTO Y MANODEOBRA ....................................................................... 23 4.1.
METRADO ................................................................................................................................. 23
4.2.
PRESUPUESTO ......................................................................................................................... 23
4.3.
MANO DE OBRA ...................................................................................................................... 24
PLANOS ............................................................................................................................................ 25 5.1.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS ...................................................................................... 25
5.2.
CODIFICADOR POR PRIORIDAD ................................................................................................... 25
FOTOS ............................................................................................................................................... 26
2
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
ÍNDICE DE FIGURA figura 1 Funcionamiento del display ............................................................................................................................. 5 figura 2 Salidas del display ............................................................................................................................................ 7 figura 3 Codificador de prioridad ................................................................................................................................ 12 figura 4 Diodo Led ....................................................................................................................................................... 13 figura 5 Resistencias ................................................................................................................................................... 14 figura 6 Partes Protoboard ......................................................................................................................................... 15 figura 7 Conexión protoboard..................................................................................................................................... 15 figura 8 Datasheet 74F08 ............................................................................................................................................ 15 figura 9 Datasheet Integrado 74LS153 ....................................................................................................................... 17 figura 10 Dimensiones 74LS153 .................................................................................................................................. 18 figura 11 Datasheet 74LS04 ........................................................................................................................................ 19 figura 12 Características 74LS04 ................................................................................................................................. 20 figura 13 Datasheet 74LS04 ........................................................................................................................................ 21 figura 14 Características 74LS04 ................................................................................................................................. 22 figura 15 Circuito topológico para el decodificador.................................................................................................... 25 figura 16 Circuito topológico del codificador .............................................................................................................. 25 figura 17 salida 0000 ................................................................................................................................................... 26 figura 18 salida 0001 ................................................................................................................................................... 26 figura 19 salida 0010 ................................................................................................................................................... 26 figura 20 salida 0011 ................................................................................................................................................... 27 figura 21 salida 0100 ................................................................................................................................................... 27 figura 22 salida 0101 ................................................................................................................................................... 27 figura 23 salida 0110 ................................................................................................................................................... 27 figura 24 salida 0111 ................................................................................................................................................... 27 figura 25 salida 1000 ................................................................................................................................................... 27 figura 26 salida 1001 ................................................................................................................................................... 27
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Conversión de decimal a BCD ........................................................................................................................... 5 Tabla 2 Tabla de verdad de un decodificador BCD 7 segmentos .................................................................................. 7 Tabla 3 Salida "a" BCD................................................................................................................................................... 8 Tabla 4 Salida "b" BCD .................................................................................................................................................. 8 Tabla 5 Salida "c" BCD ................................................................................................................................................... 9 Tabla 6 Salida "d=" BCD ................................................................................................................................................ 9 Tabla 7 Salida "e" BCD ................................................................................................................................................ 10 Tabla 8 Salida "f" BCD ................................................................................................................................................. 10 Tabla 9 Salida "g" BCD................................................................................................................................................. 11 Tabla 10 Tabla de verdad de un codificador de prioridad .......................................................................................... 12 Tabla 11 Metrado ....................................................................................................................................................... 23 Tabla 12 Presupuesto ................................................................................................................................................. 23 Tabla 13 Mano de Obra .............................................................................................................................................. 24
3
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Laboratorio de Circuitos Digitales
1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1.
INTRODUCCIÓN
Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglo de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display o dispositivo alfanumérico de 7 segmentos. El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se muestran a continuación en las especificaciones del fabricante.
1.2.
OBJETIVOS
1.3.
Comprobar en el laboratorio el funcionamiento del decodificador BCD de 7 segmentos y el codificador de prioridad 74LS147. Determinar las características de ambas configuraciones. Implementar adecuadamente los circuitos planteados en la guía.
RESUMEN
El contenido del siguiente informe trata sobre el uso de un decodificador bcd a 7 segmentos y un decodificador de prioridad ,la características de cada uno de ellos sus circuitos a implementar los principios detrás de ellos .Se realizo la toma de fotografías para comprobar que el experimento fue un éxito, y finalmente discutir los datos obtenidos y plantear las conclusiones de este experimento.
2. MEMORIA DE CALCULO 4
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
2.1. CODIGO BCD BCD son las iniciales de unas palabras inglesas que traducidas vendrían a significar Código Decimal codificado en Binario. Es decir, cada cifra decimal se codifica según una serie de bits binarios ¿Cuantos?, como existen diez cifras del 0 al 9 necesitamos 4 bits por cifra. (Con 3 nos quedaríamos cortos ya que como máximo podríamos codificar 8 cifras). Ahora resulta que con 4 bits podríamos codificar hasta 16 cifras, luego vemos que hay 6 combinaciones (de 1010 a 1111) que nunca se utilizan en el código BCD; de ahí que este código sea menos compacto que el binario puro. DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
BCD 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
Tabla 1 Conversión de decimal a BCD
2.2.
DISPLAY Es un dispositivo alfanumérico que se encuentra formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de forma tal que forme un número ocho, a cada uno de ellos se les denomina segmentos. Encendiendo algunos de ellos y apagando otros se puede ir formando diferentes números por medio de las combinaciones entre ellos. Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina dp, pt ó simplemente P. El display se encuentra en una representación de encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado se le asigna la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo).
5
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2.3.
Laboratorio de Circuitos Digitales
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS
Este decodificador se aparta de la definición general ya que cada combinación de valores de las entradas activa varias salidas, en lugar de una sola. Tiene cuatro líneas de entrada en código BCD y salidas capaces de excitar un display de siete segmentos para representar cualquier dígito de 0 a 9. De la misma forma que hay dos tipos de decodificadores existen dos tipos de display de 7 segmentos, unos cuyos segmentos se activan con un 1, llamado display de 7 segmentos de cátodo común, y otro cuyos segmentos se activan con un cero, llamado display de 7 segmentos de ánodo común. Evidentemente, decodificador y display tienen que ser del mismo tipo para poder ser conectados. V Los displays de 7 segmentos son dispositivos que se utilizan para visualizar información. Cada segmento de un display está constituido por un LED que, al activarse, es decir, cuando circula una corriente a través suyo, se ilumina. El tipo de conexión de estos LED es lo que determina si el display de 7 segmentos es de ánodo común o de cátodo común. A continuación, se muestra una imagen de lo que sería un decodificador BCD de 7 segmentos, 7447. Podemos observar que tiene 16 "patillas", de los cuales 4 son entradas, 7 son salidas, 2 son de alimentación y 3 son de funcionamiento del propio decodificador.
6
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
A1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
a 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1
b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1
c 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0
e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1
g 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
Tabla 2 Tabla de verdad de un decodificador BCD 7 segmentos
figura 2 Salidas del display
Usamos mapas de Karnaugh para determinar las salidas: 7
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica PRIMERA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1 00 1 0 X 1 00 1 0 X 1 00 1 0 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 1 0 X X 10 1 0 X X 10 1 0 X X
Tabla 3 Salida "a" BCD
SEGUNDA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
01 1 0 X 1 01 1 0 X 1 01 1 0 X 1 Tabla 4 Salida "b" BCD
TERCERA SALIDA
8
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X
Tabla 5 Salida "c" BCD
CUARTA SALIDA
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
Tabla 6 Salida "d=" BCD
QUINTA SALIDA 9
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Laboratorio de Circuitos Digitales
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 0 X 0
11 0 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 0 X 0
11 0 0 X X
10 1 1 X X
11 0 0 X X 11 0 0 X X 11 0 0 X X 11 0 0 X X
10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X
Tabla 7 Salida "e" BCD
SEXTA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 Tabla 8 Salida "f" BCD
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Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica SEPTIMA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 0 1 X 1 00 0 1 X 1 00 0 1 X 1 00 0 1 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1
11 1 0 X X 11 1 0 X X 11 1 0 X X 11 1 0 X X
10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X
Tabla 9 Salida "g" BCD
2.4. CODIFICADOR DE PRIORIDAD Cuando dos entradas estén activas al mismo tiempo el codificador de prioridad hace que la entrada con el código de salida mas bajo sea el código de salida. El circuito tiene 9 líneas activas en bajo que representan los dígitos del 1 al 9 y produce como salida el código BCD negado, correspondiente a la entrada activa que tiene el mayor número.
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Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 3 Codificador de prioridad
A'1 1 X X X X X X X X 0
A'2 1 X X X X X X X 0 1
A'3 1 X X X X X X 0 1 1
A'4 1 X X X X X 0 1 1 1
ENTRADAS A'5 1 X X X X 0 1 1 1 1
SALIDA A'6 1 X X X 0 1 1 1 1 1
A'7 1 X X 0 1 1 1 1 1 1
A'8 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1
A'9 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
O'3 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1
O'2 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1
O'1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1
O'0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
Tabla 10 Tabla de verdad de un codificador de prioridad
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Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 3.1.
DIODOS LED
figura 4 Diodo Led
13
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
3.2.
Laboratorio de Circuitos Digitales
RESISTENCIA 470 OHMS
figura 5 Resistencias
14
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
3.3.
Laboratorio de Circuitos Digitales
PROTOBOARD
figura 6 Partes Protoboard
figura 7 Conexión protoboard
15
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
3.4.
Laboratorio de Circuitos Digitales
DIP SWITCH
16
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
3.5.
Laboratorio de Circuitos Digitales
INTEGRADO 74LS153
figura 9 Datasheet Integrado 74LS153
17
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 10 Dimensiones 74LS153
18
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
3.6. INTEGRADO 74LS04
figura 11 Datasheet 74LS04
19
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 12 Características 74LS04
20
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
3.7.
Laboratorio de Circuitos Digitales
INTEGRADO 74LS04
figura 13 Datasheet 74LS04
21
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 14 Características 74LS04
22
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
4. METRADO,PRESUPUESTO Y MANODEOBRA 4.1.
METRADO
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part Item 01:00 01:00:00 02:00 01:00:00 02:00:00 02:00:00 02:00:00 03:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 04:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 05:00:00
Descripcion Und Resistencias 470Ω / 1/4W Und Diodos Le d rojo Und Le d ve rde Und Le d a ma ri l l o Und Le d a zul Und Circuito Integrado 74LS153 Und 74LS04 Und 74LS147 Und 74LS47 Und Accesorios Es ta ño m Protoboa rd Und Di p 8 e ntra da s Und Di p 4 e ntra da s Und Di s pl a y A/C Und
Cant 16.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 0.50 0.50
Tabla 11 Metrado
4.2.
PRESUPUESTO
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part Item 01:00 01:00:00 02:00 01:00:00 02:00:00 02:00:00 02:00:00 03:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 04:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 05:00:00
Descripcion Resistencias 470Ω / 1/4W Diodos Led rojo Led verde Led amarillo Led azul Circuito Integrado 74LS153 74LS04 74LS147 74LS47 Accesorios Es taño Protoboard Dip 8 entradas Dip 4 entradas Dis play A/C
Und
Cant
C/Unt
Parcial
Total
Und
16.00
S/0.05
S/0.80
S/0.80
Und Und Und Und
1.00 1.00 1.00 1.00
S/0.20 S/0.20 S/0.20 S/0.20
S/0.20 S/0.20 S/0.20 S/0.20
S/0.80
Und Und Und Und
1.00 1.00 1.00 1.00
S/4.00 S/2.00 S/6.00 S/3.50
S/4.00 S/2.00 S/6.00 S/3.50
S/15.50
m Und Und Und Und
1.00 1.00 2.00 0.50 0.50
S/3.00 S/10.00 S/1.00 S/1.00 S/1.00
S/3.00 S/10.00 S/2.00 S/0.50 S/0.50
S/16.00
S/33.10
Tabla 12 Presupuesto
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4.3.
Laboratorio de Circuitos Digitales
MANO DE OBRA
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part item 01:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00
Descripción Mano de Obra Ingeniero residente Operario (técnico) Ayudante
Und
Cant
hh
C/h.h
C/dia
Und Und Und
1.00 2.00 2.00
2.00 2.00 2.00
S/85.00 S/40.00 S/25.00
S/170.00 S/160.00 S/100.00
SUB TOTAL IGV 19% Utilidad 30% TOTAL
S/430.00 S/760.00 S/144.40 S/228.00 S/1,132.40
Tabla 13 Mano de Obra
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Laboratorio de Circuitos Digitales
5. PLANOS 5.1.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS
figura 15 Circuito topológico para el decodificador
5.2.
CODIFICADOR POR PRIORIDAD
figura 16 Circuito topológico del codificador
25
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Laboratorio de Circuitos Digitales
6. FOTOS
figura 17 salida 0000
figura 18 salida 0001
26 figura 19 salida 0010
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 20 salida 0011
Ilustración 2 5ta salida
figura 21 salida 0100
figura 22 salida 0101
27
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 23 salida 0110
figura 24 salida 0111
figura 25 salida 1000
figura 26 salida 1001
28
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ALUMNO: Marcelo De la Cruz, Paul Alexander
CÓDIGO: 15190238
DOCENTE: Torres Santos, William
HORARIO: Jueves 10:00-12:00
CICLO:
VI
Ciudad Universitaria, Junio 2019
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
ÍNDICE 1.
2.
3.
4.
5.
6.
MEMORIA DESCRIPTIVA ............................................................................................................. 4 1.1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 4
1.2.
OBJETIVOS ................................................................................................................................. 4
1.3.
RESUMEN ................................................................................................................................... 4
MEMORIA DE CALCULO .............................................................................................................. 4 2.1.
CODIGO BCD ................................................................................................................................. 5
2.2.
DISPLAY...................................................................................................................................... 5
2.3.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS ............................................................................. 6
2.4.
CODIFICADOR DE PRIORIDAD ............................................................................................ 11
CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS ................................................................................................ 13 3.1.
DIODOS LED ............................................................................................................................. 13
3.2.
RESISTENCIA 470 OHMS ....................................................................................................... 14
3.3.
PROTOBOARD ......................................................................................................................... 15
3.4.
DIP SWITCH .............................................................................................................................. 16
3.5.
INTEGRADO 74LS153.............................................................................................................. 17
3.6.
INTEGRADO 74LS04................................................................................................................ 19
3.7.
INTEGRADO 74LS04................................................................................................................ 21
METRADO,PRESUPUESTO Y MANODEOBRA ....................................................................... 23 4.1.
METRADO ................................................................................................................................. 23
4.2.
PRESUPUESTO ......................................................................................................................... 23
4.3.
MANO DE OBRA ...................................................................................................................... 24
PLANOS ............................................................................................................................................ 25 5.1.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS ...................................................................................... 25
5.2.
CODIFICADOR POR PRIORIDAD ................................................................................................... 25
FOTOS ............................................................................................................................................... 26
2
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica
Laboratorio de Circuitos Digitales
ÍNDICE DE FIGURA figura 1 Funcionamiento del display ............................................................................................................................. 5 figura 2 Salidas del display ............................................................................................................................................ 7 figura 3 Codificador de prioridad ................................................................................................................................ 12 figura 4 Diodo Led ....................................................................................................................................................... 13 figura 5 Resistencias ................................................................................................................................................... 14 figura 6 Partes Protoboard ......................................................................................................................................... 15 figura 7 Conexión protoboard..................................................................................................................................... 15 figura 8 Datasheet 74F08 ............................................................................................................................................ 15 figura 9 Datasheet Integrado 74LS153 ....................................................................................................................... 17 figura 10 Dimensiones 74LS153 .................................................................................................................................. 18 figura 11 Datasheet 74LS04 ........................................................................................................................................ 19 figura 12 Características 74LS04 ................................................................................................................................. 20 figura 13 Datasheet 74LS04 ........................................................................................................................................ 21 figura 14 Características 74LS04 ................................................................................................................................. 22 figura 15 Circuito topológico para el decodificador.................................................................................................... 25 figura 16 Circuito topológico del codificador .............................................................................................................. 25 figura 17 salida 0000 ................................................................................................................................................... 26 figura 18 salida 0001 ................................................................................................................................................... 26 figura 19 salida 0010 ................................................................................................................................................... 26 figura 20 salida 0011 ................................................................................................................................................... 27 figura 21 salida 0100 ................................................................................................................................................... 27 figura 22 salida 0101 ................................................................................................................................................... 27 figura 23 salida 0110 ................................................................................................................................................... 27 figura 24 salida 0111 ................................................................................................................................................... 27 figura 25 salida 1000 ................................................................................................................................................... 27 figura 26 salida 1001 ................................................................................................................................................... 27
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Conversión de decimal a BCD ........................................................................................................................... 5 Tabla 2 Tabla de verdad de un decodificador BCD 7 segmentos .................................................................................. 7 Tabla 3 Salida "a" BCD................................................................................................................................................... 8 Tabla 4 Salida "b" BCD .................................................................................................................................................. 8 Tabla 5 Salida "c" BCD ................................................................................................................................................... 9 Tabla 6 Salida "d=" BCD ................................................................................................................................................ 9 Tabla 7 Salida "e" BCD ................................................................................................................................................ 10 Tabla 8 Salida "f" BCD ................................................................................................................................................. 10 Tabla 9 Salida "g" BCD................................................................................................................................................. 11 Tabla 10 Tabla de verdad de un codificador de prioridad .......................................................................................... 12 Tabla 11 Metrado ....................................................................................................................................................... 23 Tabla 12 Presupuesto ................................................................................................................................................. 23 Tabla 13 Mano de Obra .............................................................................................................................................. 24
3
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1. MEMORIA DESCRIPTIVA 1.1.
INTRODUCCIÓN
Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglo de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display o dispositivo alfanumérico de 7 segmentos. El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se muestran a continuación en las especificaciones del fabricante.
1.2.
OBJETIVOS
1.3.
Comprobar en el laboratorio el funcionamiento del decodificador BCD de 7 segmentos y el codificador de prioridad 74LS147. Determinar las características de ambas configuraciones. Implementar adecuadamente los circuitos planteados en la guía.
RESUMEN
El contenido del siguiente informe trata sobre el uso de un decodificador bcd a 7 segmentos y un decodificador de prioridad ,la características de cada uno de ellos sus circuitos a implementar los principios detrás de ellos .Se realizo la toma de fotografías para comprobar que el experimento fue un éxito, y finalmente discutir los datos obtenidos y plantear las conclusiones de este experimento.
2. MEMORIA DE CALCULO 4
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2.1. CODIGO BCD BCD son las iniciales de unas palabras inglesas que traducidas vendrían a significar Código Decimal codificado en Binario. Es decir, cada cifra decimal se codifica según una serie de bits binarios ¿Cuantos?, como existen diez cifras del 0 al 9 necesitamos 4 bits por cifra. (Con 3 nos quedaríamos cortos ya que como máximo podríamos codificar 8 cifras). Ahora resulta que con 4 bits podríamos codificar hasta 16 cifras, luego vemos que hay 6 combinaciones (de 1010 a 1111) que nunca se utilizan en el código BCD; de ahí que este código sea menos compacto que el binario puro. DECIMAL 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
BCD 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001
Tabla 1 Conversión de decimal a BCD
2.2.
DISPLAY Es un dispositivo alfanumérico que se encuentra formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de forma tal que forme un número ocho, a cada uno de ellos se les denomina segmentos. Encendiendo algunos de ellos y apagando otros se puede ir formando diferentes números por medio de las combinaciones entre ellos. Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina dp, pt ó simplemente P. El display se encuentra en una representación de encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado se le asigna la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo).
5
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2.3.
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DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS
Este decodificador se aparta de la definición general ya que cada combinación de valores de las entradas activa varias salidas, en lugar de una sola. Tiene cuatro líneas de entrada en código BCD y salidas capaces de excitar un display de siete segmentos para representar cualquier dígito de 0 a 9. De la misma forma que hay dos tipos de decodificadores existen dos tipos de display de 7 segmentos, unos cuyos segmentos se activan con un 1, llamado display de 7 segmentos de cátodo común, y otro cuyos segmentos se activan con un cero, llamado display de 7 segmentos de ánodo común. Evidentemente, decodificador y display tienen que ser del mismo tipo para poder ser conectados. V Los displays de 7 segmentos son dispositivos que se utilizan para visualizar información. Cada segmento de un display está constituido por un LED que, al activarse, es decir, cuando circula una corriente a través suyo, se ilumina. El tipo de conexión de estos LED es lo que determina si el display de 7 segmentos es de ánodo común o de cátodo común. A continuación, se muestra una imagen de lo que sería un decodificador BCD de 7 segmentos, 7447. Podemos observar que tiene 16 "patillas", de los cuales 4 son entradas, 7 son salidas, 2 son de alimentación y 3 son de funcionamiento del propio decodificador.
6
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A3 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
A2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0
A1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0
A0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
a 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1
b 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1
c 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1
d 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0
e 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0
f 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1
g 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1
Tabla 2 Tabla de verdad de un decodificador BCD 7 segmentos
figura 2 Salidas del display
Usamos mapas de Karnaugh para determinar las salidas: 7
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica PRIMERA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1 00 1 0 X 1 00 1 0 X 1 00 1 0 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 1 0 X X 10 1 0 X X 10 1 0 X X
Tabla 3 Salida "a" BCD
SEGUNDA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
01 1 0 X 1 01 1 0 X 1 01 1 0 X 1 Tabla 4 Salida "b" BCD
TERCERA SALIDA
8
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1 01 1 1 X 1
11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X 11 1 1 X X
10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X
Tabla 5 Salida "c" BCD
CUARTA SALIDA
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 1 X 0
11 1 0 X X
10 1 1 X X
Tabla 6 Salida "d=" BCD
QUINTA SALIDA 9
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A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 0 X 0
11 0 0 X X
10 1 1 X X
A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 0 X 1
01 0 0 X 0
11 0 0 X X
10 1 1 X X
11 0 0 X X 11 0 0 X X 11 0 0 X X 11 0 0 X X
10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X 10 0 1 X X
Tabla 7 Salida "e" BCD
SEXTA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1 00 1 1 X 1
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 Tabla 8 Salida "f" BCD
10
Facultad De Ingeniería Electrónica y Eléctrica SEPTIMA SALIDA A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10 A3A2\A1A0 00 01 11 10
00 0 1 X 1 00 0 1 X 1 00 0 1 X 1 00 0 1 X 1
Laboratorio de Circuitos Digitales
01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1 01 0 1 X 1
11 1 0 X X 11 1 0 X X 11 1 0 X X 11 1 0 X X
10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X 10 1 1 X X
Tabla 9 Salida "g" BCD
2.4. CODIFICADOR DE PRIORIDAD Cuando dos entradas estén activas al mismo tiempo el codificador de prioridad hace que la entrada con el código de salida mas bajo sea el código de salida. El circuito tiene 9 líneas activas en bajo que representan los dígitos del 1 al 9 y produce como salida el código BCD negado, correspondiente a la entrada activa que tiene el mayor número.
11
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figura 3 Codificador de prioridad
A'1 1 X X X X X X X X 0
A'2 1 X X X X X X X 0 1
A'3 1 X X X X X X 0 1 1
A'4 1 X X X X X 0 1 1 1
ENTRADAS A'5 1 X X X X 0 1 1 1 1
SALIDA A'6 1 X X X 0 1 1 1 1 1
A'7 1 X X 0 1 1 1 1 1 1
A'8 1 X 0 1 1 1 1 1 1 1
A'9 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1
O'3 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1
O'2 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1
O'1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 1
O'0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0
Tabla 10 Tabla de verdad de un codificador de prioridad
12
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3. CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS 3.1.
DIODOS LED
figura 4 Diodo Led
13
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3.2.
Laboratorio de Circuitos Digitales
RESISTENCIA 470 OHMS
figura 5 Resistencias
14
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3.3.
Laboratorio de Circuitos Digitales
PROTOBOARD
figura 6 Partes Protoboard
figura 7 Conexión protoboard
15
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3.4.
Laboratorio de Circuitos Digitales
DIP SWITCH
16
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3.5.
Laboratorio de Circuitos Digitales
INTEGRADO 74LS153
figura 9 Datasheet Integrado 74LS153
17
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Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 10 Dimensiones 74LS153
18
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3.6. INTEGRADO 74LS04
figura 11 Datasheet 74LS04
19
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Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 12 Características 74LS04
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3.7.
Laboratorio de Circuitos Digitales
INTEGRADO 74LS04
figura 13 Datasheet 74LS04
21
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Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 14 Características 74LS04
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4. METRADO,PRESUPUESTO Y MANODEOBRA 4.1.
METRADO
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part Item 01:00 01:00:00 02:00 01:00:00 02:00:00 02:00:00 02:00:00 03:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 04:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 05:00:00
Descripcion Und Resistencias 470Ω / 1/4W Und Diodos Le d rojo Und Le d ve rde Und Le d a ma ri l l o Und Le d a zul Und Circuito Integrado 74LS153 Und 74LS04 Und 74LS147 Und 74LS47 Und Accesorios Es ta ño m Protoboa rd Und Di p 8 e ntra da s Und Di p 4 e ntra da s Und Di s pl a y A/C Und
Cant 16.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 1.00 2.00 0.50 0.50
Tabla 11 Metrado
4.2.
PRESUPUESTO
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part Item 01:00 01:00:00 02:00 01:00:00 02:00:00 02:00:00 02:00:00 03:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 04:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00 04:00:00 05:00:00
Descripcion Resistencias 470Ω / 1/4W Diodos Led rojo Led verde Led amarillo Led azul Circuito Integrado 74LS153 74LS04 74LS147 74LS47 Accesorios Es taño Protoboard Dip 8 entradas Dip 4 entradas Dis play A/C
Und
Cant
C/Unt
Parcial
Total
Und
16.00
S/0.05
S/0.80
S/0.80
Und Und Und Und
1.00 1.00 1.00 1.00
S/0.20 S/0.20 S/0.20 S/0.20
S/0.20 S/0.20 S/0.20 S/0.20
S/0.80
Und Und Und Und
1.00 1.00 1.00 1.00
S/4.00 S/2.00 S/6.00 S/3.50
S/4.00 S/2.00 S/6.00 S/3.50
S/15.50
m Und Und Und Und
1.00 1.00 2.00 0.50 0.50
S/3.00 S/10.00 S/1.00 S/1.00 S/1.00
S/3.00 S/10.00 S/2.00 S/0.50 S/0.50
S/16.00
S/33.10
Tabla 12 Presupuesto
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4.3.
Laboratorio de Circuitos Digitales
MANO DE OBRA
Proyecto: Laboratorio N°6 Fecha: 30 de Mayo 2019 Partida: 10:00 a 12:00 Part item 01:00 01:00:00 02:00:00 03:00:00
Descripción Mano de Obra Ingeniero residente Operario (técnico) Ayudante
Und
Cant
hh
C/h.h
C/dia
Und Und Und
1.00 2.00 2.00
2.00 2.00 2.00
S/85.00 S/40.00 S/25.00
S/170.00 S/160.00 S/100.00
SUB TOTAL IGV 19% Utilidad 30% TOTAL
S/430.00 S/760.00 S/144.40 S/228.00 S/1,132.40
Tabla 13 Mano de Obra
24
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5. PLANOS 5.1.
DECODIFICADOR BCD A 7 SEGMENTOS
figura 15 Circuito topológico para el decodificador
5.2.
CODIFICADOR POR PRIORIDAD
figura 16 Circuito topológico del codificador
25
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6. FOTOS
figura 17 salida 0000
figura 18 salida 0001
26 figura 19 salida 0010
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figura 20 salida 0011
Ilustración 2 5ta salida
figura 21 salida 0100
figura 22 salida 0101
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Laboratorio de Circuitos Digitales
figura 23 salida 0110
figura 24 salida 0111
figura 25 salida 1000
figura 26 salida 1001
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