Contador binario 8 bits

Secretaría de Educación Pública
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE TEPEXI DE RODRÍGUEZ
DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA
INGENIERÍA MECÁNICA
SISTEMAS ELECTRÓNICOS
Reporte de Práctica:
CONTADOR BINARIO
Nombres de los alumnos:
HABACUC RUIZ RUIZ
Nombres del Docente
ING. PEDRO CRUZ ORTEGA
Tepexi de Rodríguez, Pue. 28 Julio de 2016

Instituto Tecnológico Superior de Tepexi de Rodríguez
Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de Puebla
Academia de Ingeniería Mecánica
Página 1
Contenido
Contenido
Contenido.....................................................................................................................................1
Índice de ilustraciones .................................................................................................................2
Introducción .................................................................................................................................4
Objetivo........................................................................................................................................5
Antecedentes ...............................................................................................................................6
Desarrollo.....................................................................................................................................8
Parte Teórica...................................................................................................................... 10
Parte Práctica..................................................................................................................... 14
Resultados....................................................................................... Error! Bookmark not defined.
Conclusiones (Interpretación de resultados) ............................................................................ 15
Fuentes de información............................................................................................................. 16
Anexos .......................................................................................................................................16

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Índice de ilustraciones
Ilustración 1 contador asíncrono .....................................................................................................7
Ilustración 2 tabla de verdad de un contador asíncrono....................................................................8
Ilustración 3 Montaje enel Protoboar yArduino............................................................................ 10
Ilustración 4 Circuito Eléctrico.......................................................................................................11
Ilustración 5 montado enfísico .....................................................................................................16
Ilustración 6 puesta en marcha .....................................................................................................17

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CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE DE
ASIGNATURA
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
UNIDAD
INGENIERÍA
MECÁNICA
IMEC_2010 MED_1030
SISTEMAS
ELECTRÓNICOS
4
PRACTICA
No.
LABORATORIO
DE
NOMBRE DE LA PRACTICA
DURACIÓN
(HORAS)
1 ING. MECÁNICA CONTADOR BINARIO 2

Página 4
Introducción
Sabemos que por definición un contador binario es un circuito en el que sus salidas
siguen una secuencia fija que cuando acaba vuelve a empezar, o circuitos que
reciben sus datos en forma seriales ordenados en distintos intervalos de tiempo.
Los contadores se clasifican según los números de bits en esta práctica realizamos
un controlador de ocho bits. Con 256 combinaciones posibles.

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Objetivo
 Comprender y analizar el funcionamiento de un contador binario así también
como la realización en físico de uno.

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Antecedentes
CONTADORES BINARIOS
Los contadores son sistemas secuenciales con una sola entrada de impulsos a
contar, cuyo estado interno en cada instante representa el número de impulsos que
se han aplicado. Si los impulsos ocurren a intervalos de tiempo conocidos, un
contador puede utilizarse como un instrumento de medida de tiempos
Fundamentalmente están constituidos por biestables sincronizados por flancos que
serán realimentados de diferentes formas.
Existen básicamente dos tipos de contadores:
 Contadores Síncronos.
 Contadores Asíncronos.
CARACTERÍSTICAS DE LOS CONTADORES
FRECUENCIA MÁXIMA DE LOS IMPULSOS A CONTAR: Esta será la mayor frecuencia (rapidez de
pulsosa contar) que es capaz de seguirel contador.Este valordependeráde latecnologíautilizadaen
su fabricación y del diseño del contador
CÓDIGO DE CONTAJE: El código binario utilizado para realizar el contaje de los impulsos puede ser
cualquiera.Si el contadorestáintegradoen un C.I. dicho código vendrá especificado en sus hojas de
características.
CAPACIDAD DE CONTAJE O MÓDULO DEL CONTADOR: El número de estados diferentes por lo que
pasa un contadorantesde volvera su estadoinicial se denominamódulodel contadorocapacidadde
contaje, este parámetro determina el número de biestables que ha de tener el contador.
Si N es el número de impulsos a contar, el número de biestables (n) ha de cumplir:
2 𝑛−1
≤ 𝑁 ≤ 2 𝑛
MODO DE FUNCIONAMIENTO: Los contadores pueden ser síncronos o asíncronos.
– Los asíncronos son aquellos en los que las entradas de reloj que los gobiernan no

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actúan simultáneamente en todos los flip-flops sino secuencialmente, es decir, los
impulsos a contar no se aplica a las entradas de reloj de todos los flip-flops a la vez,
sino generalmente sólo a la del primero, y las entradas de reloj del resto son
gobernadas por las salidas del biestable precedente.
Los síncronos son aquellos en los que los impulsos a contar se aplican a todas las
entradas de reloj de todos los biestables a la vez.
En general los contadores síncronos son más rápidos que los asíncronos, pero más
complejos, además los asíncronos presentan el problema de adquirir
transitoriamente estados indeseados.
Contadores Asíncronos
La estructura más simple de un contador es la que se muestra en la ilustración 1.
Ilustración 1 contador asíncrono
Se trata de un contador asíncrono ya que la entrada de reloj de los cuatro biestables
no es común: En este caso, al disponer de cuatro biestables, el contador será de
módulo 16 ya que disponemos de 16 estados de salida diferentes (0000 – 1111)
La entrada del contador es la entrada de reloj del primer biestable A, su salida (QA)
se conecta a la entrada de reloj del siguiente biestable y así sucesivamente.
Como las entradas JK de todos los biestables están conectadas a 1, éstos cambiarán
de estado en los flancos de bajada de la entrada de reloj de cada uno de ellos.

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CONTADORES ASÍNCRONOS
Ilustración 2 tabla de verdad de un contador asíncrono
El principal inconveniente de los contadores asíncronos es su relativa lentitud debida
principalmente a que los biestables conmutan de forma secuencial, y por lo tanto van
sumando sus tiempos de propagación. Esto limita la frecuencia máxima de reloj que
es capaz de funcionar correctamente en el contador:
𝐹 =
1
𝑛 ∗ 𝑇𝑝
Si además se desea tener un intervalo T1 para leer el estado del contador:
𝐹 =
1
( 𝑁 ∗ 𝑇𝑝) + 𝑇1

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CONTADORES ASÍNCRONOS
No sólo existen contadores que cuenten un número de impulsos que sea potencia de
2; sino que podemos contar un número cualquiera de impulsos haciendo que el
contador pase por el número de estados que se desee. Existen diversos métodos
para realizar un contador asíncrono de módulo N siendo N un número cualquiera,
estos métodos dependen del tipo de biestable a usar y de la forma de eliminar los
estados que no voy a usar. Un procedimiento muy utilizado es el siguiente: Se basa
en utilizar biestables de tipo T, que puedo conseguir a partir de biestables JK uniendo
sus entradas y colocándolas a un uno fijo. Para que el biestable tenga N estados es
necesario conectar en cascada un nº X de biestables que cumpla: 2X-1<=N<=2X •
Cuando el contador adquiera el estado N – 1, en el siguiente nivel alto de reloj se
obliga a que todas las salidas que estén a nivel bajo se pongan a nivel alto usando
por ejemplo las entradas asíncronas de SET de los biestables que estoy utilizando. •
De esta forma el contador pasa del estado N – 1 al 2N colocando todas las salidas a
1, y al llegar el impulso de reloj N, pasamos al estado inicial 0000.
•En los contadores de módulo diferente a 2N como el que nos ocupa, hay un número
de estados que no se usa, si por cualquier motivo, por ejemplo ruidos eléctricos el
contador adquiere uno de esos estados, al aplicarle el siguiente o siguientes
impulsos de reloj, el contador podría adquirir uno de los estados utilizados, pero
también podría ocurrir que no alcanzara nunca uno de dichos estados utilizados, en
ese caso el contador se quedará bloqueado (Lock-Out) y sería inservible. En
cualquier caso, a la hora de diseñar el contador, es necesario comprobar cada
estado no utilizado para determinar si pasa a una condición de bloqueo. Para
asegurar que no se producen dichos bloqueos, habrá que asignar unos valores a las
entradas síncronas en los estados no utilizados, para que al aplicar el siguiente pulso
de reloj, pase a un estado utilizado, en este caso se dice que el contador tiene

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autocontrol para no bloquearse. Los contadores pueden ser ascendentes,
descendentes o ambos a la vez controlando el modo mediante una señal llamada por
ejemplo UP/DOWN, u otras veces, dispondremos de dos entradas, y dependiendo de
en cual de ellas aplico los impulsos, el contador será ascendente o descendente, las
tablas de verdad serían igual pero añadiendo otra variable (up/down).
Desarrollo
En este contador binario al presionar el pulsador ira contando y se mostrara en
números binarios en los leds, el rango del contador es de 0 a 255 ya que contamos
con 8 leds o bien 8 bits
En la siguiente ilustración se ve el montaje en la placa Protoboard.
Ilustración 3 Montaje en el Protoboar y Arduino

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En la siguiente ilustración se observa el circuito eléctrico y sus conexiones a tierra y
fuente de alimentación
Ilustración 4 Circuito Eléctrico

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El siguiente algoritmo que se muestra es el código de programación en la placa
arduino uno.
int numero=0; //el contador inicia en 0
void setup() {
pinMode(A0, INPUT); //inicializa variable de entrada
for(int i=2;i<=9;i++){ // inicializa variables de salida
pinMode(i, OUTPUT);
}
}
void loop() {
int k; // Declaro variable k
if (digitalRead(A0)==HIGH){ // Si presiono el pulsador
numero++; // Aumento el contador
if (numero>255){ // El contador llega a 255, 8bits 8 leds
numero=0; // vuelve a 0
}
while (digitalRead(A0)==HIGH){} // Al presionar no hace nada mas
}
k=numero; // El numero va a variable k
for(int i=2; i<=9; i++){ //Ciclo para ver que leds prendo
digitalWrite(i, k%2); // modulo de la division por 2 para ver si led prendido o apagado
k=k/2; // Se divide el cociente entre 2 por cada ciclo
}
}

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MATERIALES:
 Protoboard
 Resistencias de 1 kΩ
 Arduino uno

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 Jumper´s
 8 Led´s
 Push botón
 Cable de conexión con al arduino
Parte Práctica
Problemas
conexión de los leds

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Como sabemos los leds tiene un ánodo (+) y un cátodo (-), de un lado conectaremos
todos los Cátodos a las resistencias de 220 Ω y estas a GND y de los ánodos
conectaremos a los pines del 2 al 9,
Soluciones
las resistencias se colocan con el fin que no quemar los leds.
Problemas
Conectamos el pulsador de la siguiente manera de un lado a 5V y del otro
conectamos una resistencia a tierra y también un cable al pin A0 que será el que nos
permita cambiar de secuencia cada vez que lo presionemos, Se coloca la resistencia
de 1 k Ω porque haría un puente entre GND y el pin A0 de esta manera la lectura de
entrada será siempre 0,
Soluciones
al presionar el pulsador lo que hace es hacer puente entre 5V y A0, de esta manera
conseguimos el valor de 1 con esto los valores de entrada únicamente serán 1 y 0.
Conclusiones (Interpretación de resultados)
Se aprendió como se conforma un contador binario así también como su
funcionamiento, estos pueden ser de dos tipos.

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Fuentes de información
“Sistemas Digitales”. R. Tocci, N. Widmer, G. Moss. Ed. Prentice Hall.
“Diseño Digital”. M. Morris Mano. Ed. Prentice Hall. 3ra edición.
“Diseño de Sistemas Digitales”. John Vyemura. Ed. Thomson
https://polosdrosky.wordpress.com/2012/02/13/contador-binario-con-arduino/
Anexos
Ilustración 5 montado en físico

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Ilustración 6 puesta en marcha

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