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MATRIZ DE LEDS CON REGISTROS Y CONTADORES

FASE 2:

SIMULACIÓN DE MATRIZ LED 5X7

1) OBJETIVOS:

• Diseñar un circuito que nos permita obtener una secuencia de dígitos
• Implementar esta secuencia en un matriz para poder visualizar una letra

2) MATERIALES:

• ENTRENADOR ANALÓGICO - DIGITAL

• MALETÍN CON COMPONENTES ELECTRÓNICOS (FLIP - FLOP, TEMPORIZADOR, COMPUERTA NOT)

• CABLE PARA EJECUTAR LA CONEXIÓN

• FUENTE OBTENIDA DEL MÓDULO ERFFI

3) FUNDAMENTO TEÓRICO:

CONTADOR DE 74190

CARGA PARALELA ASÍNCRONA:

Dispone de una entrada LOAD para carga paralela asíncrona, es decir si LOAD = 0, las salidas de los flip-flops QD, QC,QB,QA  se hacen iguales a las entradas D,C,B,A (Data inputs) independientemente del reloj y de las otras entradas de control. En el gráfico de diagramas de tiempo se puede observar que al hacer Load =0, el contador se carga en el 7 decimal ( QD =0,QC=1,QB=1,QA=1).

CONTEO ASCENDENTE (COUNT UP):

Debe estar la entrada LOAD en nivel alto, la entrada  ENABLE en 0 para que el conteo esté habilitado, y además la entrada DU (Down/Up) debe estar en nivel bajo. En el gráfico podemos observar que en decimal después de que fué cargado en 7 el contador cuenta en decimal : 8, 9,0,1,2 , en cada flanco de subida del reloj, y se inhibe o bloquea en el 2.

CONTEO BLOQUEADO (INHIBIT):

Si LOAD = 1 , y CTEN (Count Enable) = 1, el contador se bloquea en el ultimo número al que hubiese llegado, sin importar en que esté la entrada Down/Up. En el gráfico observamos que el contador después de  haber llegado al 2, aunque transcurren 2 pulsos de reloj más, el conteo está inhibido, puesto que el Enable está en nivel alto.

CONTEO DESCENDENTE (COUNT DOWN):

Si LOAD =1, ENABLE =0, y DU = 1, el contador desciende cada flanco de subidaa del reloj.En el gráfico observamos que el contador después que se habilita al colocar nuevamente ENABLE =0, desciende del 2 al 1, luego pasa al 0, y sigue en forma descendente: 9,8,7.

SALIDA MAX/MIN:
Da un Nivel Alto al llegar el contador al valor más alto o máximo (9 al contar ascendentemente), permaneciendo en alto durante todo el pulso del reloj, o  al llegar el contador al valor más bajo o mínimo (0 al contar descendentemente), permaneciendo en alto durante todo el periodo del reloj.

SALIDA RIPLE CLOCK (RCO):
Detecta mediante un nivel bajo, cuando el conteo ha llegado al 9 cuando asciende, o al 0 cuando desciende, pero solamente durante el semiperiodo del reloj correspondiente al nivel bajo del mismo. Esta salida es muy útil para hacer cascada utilizando dos 74190, para que efectuén conteo de unidades y decenas,por ejemplo un contador que cuente del 0 al 99.

MATRIZ DE LED´S

   Para desplegar caracteres alfanuméricos en una matriz, el controlador debe encargarse de encender y apagar los LEDs individuales necesarios para formar la letra o carácter a mostrar, esto se logra implementando una técnica llamada multiplexación; que es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión.

CONTADOR JHONSON (4017)

El integrado 4017 es un contador johnson (un contador en anillo) esto quiere decir que la secuencia de Q0 a Q9 es reiniciada o "loopeada" (esto quiere decir que cuando llega a Q9 luego sigue con Q0 y así sucesivamente en forma de Loop). Esto puede ser modificado ya que el 4017 cuenta con un Reset, si el Reset se pone a GND la cuenta sera de Q0 a Q9 pero si se pone hacia alguna de sus salidas, este achicara el anillo del loop, es decir, si ponemos el Reset conectado a Q6 el 4017 solo contara hasta Q5, y cuando llegue a Q6 se reiniciara y comenzara nuevamente desde Q0 (Ej. Q0>Q1>Q2>Q3>Q5,   Q0>Q1>Q2>Q3>Q5,   Q0>Q1>Q2>Q3>Q5) .

También posee un Carry out lo que permite concatenar estos integrados y poder generar anillos mas grandes.

DECODIFICADOR BCD 7447 Y 7448

Como sabemos, los display de 7 segmentos pueden ser de ánodo o cátodo común, y para cada uno corresponde el decodificador a usar, para el display de ánodo común usamos un 7447 y para uno de cátodo común el 7448.

Los pines A, B, C y D son las entradas, si en ellas ponemos un numero binario de 4 bits, siendo A el bit menos significativo y D el mas significativo, obtenemos en las salidas a, b, c, d, e, f y g el código BCD (Binary-Coded Decimal – Decimal Codificado en Binario), para que en un display de 7 segmentos se enciendan los correspondientes para formar ese número en decimal.

PARA ARMAR EL CIRCUITO

En el circuito mostrado se busca obtener la secuencia 8-8-8-2-2 por lo que se esta usando una matriz de ánodo común. El chip 4017 es un contador Johnson. También el chip 74190 que es un contador y se está usando la entrada PL que no va a a permitir resetear el chip cuando llegué a la secuencia 101 en código binario. 

Si usáramos una matriz de cátodo común tendríamos que adicionar unas compuertas negadoras a la salida del chip 4017 y además tendríamos que cambiar el chip 7447 por el 7448 que nos permite salidas positivas o sino usar el 7447 con otras compuertas negadoras a su salida.

4) DESARROLLO DE ACTIVIDADES:

• OBTENCIÓN DE LA LETRA "E" EN NUESTRA MATRIZ.

5) VIDEO DEMOSTRATIVO:

       

                                 

6) OBSERVACIONES:

• Se observó que utilizamos un chip 7447 para una matriz de cátodo común.
• Tuvimos que adicionar compuertas negadoras para invertir la salida negativa del chip.
• Usamos la salida PL del circuito para resetear el contador.

7) CONCLUSIONES:

• Diseñamos un circuito que nos permita obtener una secuencia de dígitos
• Implementamos esta secuencia en un matriz para poder visualizar una letra

8) BIBLIOGRAFÍA Y WEBGRAFÍA RECOMENDADA 

• Mandado, Enrique (1996)Sistemas electrónicos digitales. México D.F. : Alfaomega
• Hermosa A (2004) Electrónica Digital Fundamental. España: Marcombo

Integrantes:

- Condori Ortiz Daniel
- Laura Corimanya Castelo 
- Fabrizio Lazo Carrión