CIRCUITOS DIGITALES

1. UNIVERSIDAD DE LOS LLANOS
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERIA
PROGRAMA DE INGENIERIA ELECTRONICA
FRANKLIN JANCOVICK VARON HUERTAS-161003027
DANIEL ORLANDO PINZON CONDE-161003017
MIGUEL ANGEL ROJAS POBEDA-161003021
VILLAVICENCIO-META
MARZO DE 2013

2. PASO A NIVEL DE FERROCARRIL
BASYS 2 - SPARTAM3E100CP132
FPGA
CIRCUITOS DIGITALES I
ING.CESAR ROMERO
UNILLANOS
VILLAVICENCIO-META
2013

3. OBJETIVOS:
 Diseñar el paso a nivel de un ferrocarril con uso de la metodología
combinacional de xilinx.
 Se pretende relacionar un tipo se sensor ( una fotocelda en este caso)
Que reaccione con el paso del tren.
 Conocer de manera practica la estructura del integrado l293b.
 Encontrar una manera de relacionar los conceptos proporcionados por
el curso para esta implementación.
 Definir una metodología especial que nos relacionara nuestras
necesidades con nuestros conceptos.

4. Se pretende de manera programable controlar el paso a nivel de un tren ,
con uso del lenguaje de programación IEEE, en código VHDL, . como
controlador utilizaremos el controlador FPGA de una tarjeta BASYS 2.
Se pretende incorporar a la parcita de laboratorio alguna expresión de sensor
con el cual al paso del tren sobre su pista , que se cruza perpendicularmente
con la via de automóviles en dos ocasiones , se activen y generen un pulso
de entrada definido y orientado a la BASYS , el cual como orden
programada genere otro pulso de salida que se transmita desde la FPGA al
montaje y este se distribuya de manera enfática en dos motores , que están
ubicados en la margen de la vía de automóviles de manera paralela; para que
realicen una rotación de - 90º con respecto al eje positivo de las abscisas ,
sobre la vía de los automóviles con una barra en su extremo útil, y simbolicen
la prohibición del paso a los mismos por presencia del tren. Y que luego de el
tren alcanzar una cierta de distancia fuera de esta faceta tratada, y al
generar un nuevo impulso en otro sensor , este sea una carga de entrada a la
tarjeta y esta reacciones generando otro impulso dirigido a los motores para
que las barras nuevamente realicen una rotación de 90º , con respecto al eje
de las abscisas , es decir volver a su estado inicial para que las vías queden
simbólicamente libres y la movilidad a través de la misma puede ser posible.
A continuación realizamos la estructura de nuestro proyecto:
PROCEDIMIENTO:
DISEÑO DE LA MAQUETA:
Inicialmente pretendimos diseñar la simulación a escala de la via de un tren.
Debemos tener en cuenta tanto como las medidas del tren como los
elementos que pretendemos incorporar a la construcción a escala como el
motor , barras y algunas partes que añadiremos a la maqueta para
redondear más su diseño.
Para el diseño de nuestra maqueta son materiales determinantes los
siguientes materiales:
-cartón paja
-tijeras
-silicona

5. -pistola de silicona
-temperas
-pincel
-regla
 De manera inicial procedimos a definir las medidas de la base, con
referencia en el tamaño de la pista, sobre la cual se desplazara el tren.
Esta pista presentaba las siguientes medidas: 100 cm, de largo y 30
cm de ancho. Para realizar la base usábamos como principio un pliego
de cartón paja; deducimos que era posible el corte del pliego a la mitad;
Dejando también un pequeño cuadro sobrante para la designación
de la vía automovilística, con el fin de que esta tenga mayor tamaño.
Luego de tener la base con sus medidas correctas procedimos a
adicionarle color . a la vía de transitaciòn automovilística le dimos color
negro de manera común . y el espacio restante a las orillas le
implementamos un color natural; color de vegetación.
Luego de terminar el pintado tendremos una estructura de la maqueta
como la siguiente:

6. DISEÑO DEL CIRCUITO –SENSOR DETECTOR
DISEÑO DEL CIRCUITO:INTEGRADO 555
Para este circuito preseidos de los siguientes elementos:
-protoboard
-cable UTP
- integrado 555
-integrado L293L
-condensador electrolítico de 10 uf
-condensador cerámico de 100 nf
-fotocelda de 5v
-motor reductor
-resistencias: 220 ohm, 4.7 k,470 ohm.
-bombillo led
 Procedimos a incorporar inicialmente a la tabla ahuecada dispuesta en
hileras (protoboard) el integrado 555.
 A continuación describimos su estructura para realizar las conexiones
del circuito:

7.  Ahora podemos realizar el cableado de los pines según su
funcionamiento:
 Las conexiones se realizaron de la siguiente manera:
 PIN 1: conexión GND del montaje.
 PIN2:conexión con un extremo de la fotocelda, El otro extremo a la
conexión VCC del montaje. E igualmente una resistencia de 4.7k que
tiene su otro extremo a GND , del circuito.
 PIN3: esta es el resultado de la información proporcionada por la
fotocelda; presenta la conexión de una resistencia de 470 ohmios , y el
otro extremo a la polaridad positiva de un bombillo led como prueba; la
polaridad negativa del led se orienta a el GND común.
 PIN 4: conexión VCC del circuito.
 PIN 5: conexión con un condensador cerámico de 100 nf, el otro extremo
del condensador a la polaridad GND del circuito.
 PIN 6: conexión de condensador electrolítico de 100uf con u polaridad
positiva y la negativa a GND.; de este pin también sale una conexión al
pin 7.
 PIN 7: conexión con uso de un resistencia al pin 8.
 PIN 8:conexión a VCC.
De manera gráfica el circuito combinacional es de la siguiente manera:

8. Luego de realizar las conexiones sobre la protoboard tendremos un circuito
como el siguiente:
CIRCUITO: INTEGRADO L293B
A continuación realizaremos la implementación del circuito para el integrado
L293B ; en este era indispensable presidir de los siguientes materiales:
-diodos (8)
- cable
- integrado l2293b.
Para proceder a realizar sus conexiones correspondientes que nos arrojaran
los resultados propuestos , que es su correcto funcionamiento definimos
inicialmente su estructura:
FIGURA:7

9. Las conexiones se realizan de la siguiente manera:
 PIN 1: conexión entrada de voltaje de canal 1.
 PIN 2: conexión a BASYS , según su asignación de pines.
 PIN 3:conexión al motor A
 PIN 4: este pin presenta conexión a GND del circuito.
 PIN 5: este pin presenta conexión a GND del circuito.
 PIN 6: conexión a motor B. la
 PIN7: conexión a la tarjeta BASYS .
 PIN 8: conexión a VCC del circuito
 PIN 9:conexión a VCC , del circuito.
 PIN 10: conexión a pin asignado de la BASYS
 PIN 11: conexión a motor C
 PIN 12: este pin presenta conexión a GND del circuito.
 PIN 13: este pin presenta conexión a GND del circuito.
 PIN 14: conexión a motor D
 PIN 15: conexión a la tarjeta BASYS.
 PIN 16: este pin presenta conexión a VCC del circuito.
Luego de realizar todas las conexión de manera corroborada a los parámetros
estipulados por el modelo anterior de la figura 7 , tendremos un circuito similar
al siguiente :
FIGURA :8

10. Ahora observaremos el montaje completo que se realizo en la protoboard,
será entonces la figura 7 junto la figura 8:
FIGURA:9
Ahora obsevaremos las conexiones que se realizaron con la BASYS 2:
FIGURA:10
Con esto hemos dado por terminado la parte de implementación de hardware
del proyecto , y seguidamente pasamos a realizar la programación a corde
con la necesidad.
IMPLEMENTACION DEL CODIGO DE PROGRAMACION-VHDL
Esta programación en lenguaje IEEE, código VHDL se realiza del software

11. XILINX 13.4, el cual maneja orientación de programación a tipos de
controladores como el que manejamos en este caso F.P.G.A.
Luego de iniciar el programa nos encontraremos con una nueva ventana
como la siguiente :
FIGURA:11
Debemos cerrar el proyecto que se encuentra abierto por defecto; click, en
FILE , luego CLOSE PROJECT, y entonces el programa estará libre para
crear nuestro nuevo proyecto orientado a nuestra implementación; tendremos
la ventana de la siguientes manera :
Entonces iniciamos la estructura de nuestro proyecto:
Seleccionamos FILE>NEW PROJECT, y tendremos en pantalla una ventana
emergente que nos indicara introducir el nombre del nuevo proyecto:

12. Lo llamaremos TREN_INICIAL , y next a continuación nos dará un vistazo
general de las características de programación de nuestro proyecto a crear ,
como tipo de programador, familia ,tipo de síntesis ,acelerador; y en fin
debemos corroborar que estos datos sean los orientados a nuestra necesidad:
Seleccionamos next, y finalmente finish , entonces tendremos ya la base de
nuestro proyecto.
Ahora debemos agregarle una fuente inicial en la cual ingresaremos los
términos de programación que nos realicen los procesos necesarios:
Seleccionamos el archivo a programar ,click derecho , y new source, y
entonces tendremos una nueva ventana donde nos indicara ingresar el tipo y

13. nombre de la fuente a crear , seleccionamos VHDL MODULE , y lo llamaremos
fuente inicial y next:
Entonces luego tendremos una nueva ventana donde nos indica la necesidad
de definir las entradas su tipo , las salidas y su tipo , ingresaremos a,b como
entradas lineales, y A,B,C,D como salidas también de solo dos estados cada
una , observemos:
Ahora next , Y finish, entonces en el siguiente pantallazo tendremos la
estructura de nuestro código creado en la nueva fuente , eliminamos los
comentarios por defecto y tendremos el código de la siguiente manera:

14. Tenemos una fuente base en la cual definimos las entradas y salidas
principales de nuestro proyecto , ahora debemos establecer los pines de
asignación en la tarjeta a su variable correspondiente, la asignación se
realizo usando los conectores de expansión , que recibirían los daros
transmitidos por la fotocelda y de acuerdo a la tabla de valores de asignación
generaría la emisión de daros a través de la salida correspondiente , esta
información se transmitiría a un motor donde generará un impulso:
Luego de tener el código comprobado de desde la opción en el xilinx check
sintax , debemos también generar el archivo .BIT de la programación , este
archivo será el que se cargara a la tarjeta. Para generarlo hacemos lo siguiente
:click en implement desing , este ara un proceso de rectificación del proyecto
en cuanto a estructura necesaria , luego de que este corrobore la
programación y en todas las facetas expresarse todo estas correctamente ,
apareciendo un visto bueno en cada una ,procedemos a generar nuestro
archivo : click en generate programming file , ahora tenemos nuestra
programación completa. seguidamente de tener igualmente el montaje del
circuito ya realizado y cableado a la BASYS entonces pasamos a corroborar
su correcto funcionamiento esperado , ahora hacemos uso de un software que
hace parte del dominio de DIGILENT , ADEPT, el cual está diseñado con el
fin de enrrutar la trasmisión de la programación hacha en XILINX 13.4 al
programador FPGA.
Luego de iniciar el programa pasamos a la face de cargarlo :
De la siguiente manera ; clik en inicializar carga>, en nuestra nueva ventana
nos saldrán dos opciones a programar, F.P.G.A. y ROM , cada una de estas
con la opción de manera paralela para navegar y programar, en esta ocasión
programamos la controladora FPGA, seleccionamos BROWSER, en la carpeta
que se encuentra nuestro proyecto encontraremos el archivo .bit
seleccionamos y luego click en program , el led indicador de encendido en la
BASYS hará una intermitencia y después de esto el código estará
programado en la tarjeta, listo para operar con las fotoceldas.

15. CONCLUSIONES:
 Realizamos la manipulación de u circuito electrónico a través de la
programación en xilinx código VHDL, lenguaje IEEE, .
 Se comprendió la estructura de un integrado L293B , y a su vez
usarla para nuestros fines temáticos.
 Era necesario realizar un circuito que controlara la polaridad con un
giro , y otro en el cual la polaridad hiciera que girara de manera
contraria , esto en la implementación del montaje del integrado 555.
 Se estableció que lo necesario era generar una tabla de verdad para
obtener la rotación necesaria según los estados de las entradas.
 Se logró establecer una metodología que relacionara nuestros
conocimientos con la práctica actual.