Circuitos Digitales - Contador base 60 - Cronometro
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El documento describe el diseño de un contador binario de hasta 60 utilizando circuitos JK. Se divide en dos contadores, uno para las unidades del 0-9 y otro para las decenas del 0-5. Se presentan tablas de estados, excitación y ecuaciones de Karnaugh para cada contador, y diagramas del circuito completo sin y con un codificador BCD-display de 7 segmentos. El objetivo de contar hasta 60 se logra exitosamente aunque el proceso de diseño lógico fue complejo debido a la gran cantidad de conexiones.
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- 1. TABLAS PARA EL CONTADOR DE LAS UNIDADES TABLA DE ESTADOS Actual Salida Sig. Edo. A 0000 B B 0001 C C 0010 D D 0011 E E 0100 F F 0101 G G 0110 H H 0111 I I 1000 J J 1001 A TABLA DE EXCITACIÓN Estado Actual Salida Estados Siguiente Q3 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 Q3 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 Lo que se pretende hacer es lo siguiente: TABLA DE EXCITACIÓN DEL JK J K 𝑸 𝒕+𝟏 𝑸 𝒕+𝟏 ̅̅̅̅̅̅ 0 0 0 0 1 X 0 1 X 1 1 0 0 0 1 1
- 2. 1ero: Se realizaran dos circuitos para la solución del problema. 2do: El primercontadorserá para lasunidades,que cuente de 0hasta 9, peroen binario,llegandoa 9 se regresara el contador a 0 y asi continuamente. 3ero: El segundocontadorserápara lasdecenas,que cuente de 0 hasta 5, peroen binario,llegando a 5 se regresara el contador a 0 y así continuamente. ** El contador de las decenas se activara solo cuando el contador de unidades llegue hasta 9 y así sucesivamente. TABLA DE KARNAUGHT PARA EL CONTADOR DE LAS UNIDADES J0=1 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 1 X X 1 01 1 X X 1 11 X X X X 10 1 X X X J1=𝑸𝟑̅̅̅̅ Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 1 X 0 01 0 1 X 0 11 X X X X 10 0 X X X K0=1 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 X 1 1 X 01 X 1 1 X 11 X X X X 10 X 1 X X K1=Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 X 1 0 01 0 X 1 0 11 X X X X 10 0 X X X
- 3. J2= Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 0 0 X 0 11 X X X X 10 0 0 X X J3=Q2 Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 1 0 11 X X X X 10 0 X X X K2= Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 X 0 01 0 0 1 0 11 X X X X 10 0 0 X X K3= Q3 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 0 0 X 0 11 X X X X 10 0 1 X X
- 4. TABLAS PARA EL CONTADOR DE LAS DECENAS. TABLA DE ESTADOS Actual Salida Sig. Edo. A 000 B B 001 C C 010 D D 011 E E 100 F F 101 A TABLA DE EXCITACIÓN Estado Actual Salida Estados Siguiente Q3 Q2 Q1 Q0 Q2 Q1 Q0 Q2 Q1 Q0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 TABLA DE EXCITACIÓN DEL JK J K 𝑸 𝒕+𝟏 𝑸 𝒕+𝟏 ̅̅̅̅̅̅ 0 0 0 0 1 X 0 1 X 1 1 0 0 0 1 1
- 5. TABLAS DEKARNAUGHT PARA EL CONTADOR DE LAS DECENAS. J0=1 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 1 X X 1 01 1 X X X J1= 𝑄2̅̅̅̅ Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 1 X 0 01 0 0 X X J2= Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 0 X X X K0=1 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 X 1 1 X 01 X 1 X X K1= Q1 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 1 0 01 0 0 X X K2= Q2 Q0 Q1 Q3 Q0 Q2 00 01 11 10 00 0 0 X 0 01 0 1 X X
- 6. AHORA CON LAS ECUACIONES OBTENIDAS SE PROSIGUE A SIMULAR LOS CIRCUITOS PARA COMPROBAR QUE EFECTIVAMENTE REALIZAN LA FUNCION QUE SE DESEA. Ecuaciones obtenidas para el contador de unidades (Con estas ecuaciones se realizaran los circuitos): J0=1 K0=1 J1=𝑄3̅̅̅̅ Q0 K1=Q1 Q0 J2= Q1 Q0 K2= Q1 Q0 J3=Q2 Q1 Q0 K3= Q3 Q0 Ecuaciones obtenidas para el contador de decenas (Con estas ecuaciones se realizaran los circuitos): J0=1 K0=1 J1= 𝑄2̅̅̅̅ Q0 K1= Q1 Q0 J2= Q1 Q0 K2= Q2 Q0 U1 DCD_HEX U2A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1V1 60 Hz 5 V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V U3A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U4A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U5A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U7A 74LS09D U6A 74LS09D U8A74LS09D U9A 74LS09D U10A 74LS05N U2A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 VCC 5V U3A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U4A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 V1 60 Hz 5 V VCC 5V VCC 5V U7A 74LS09D U1A 74LS09D U5A74LS09D U6 DCD_HEX U10A 74LS05N VCC 5V
- 7. El circuito completo sin codificador se muestra en el siguiente diagrama: El circuito completo con codificador se muestra en el siguiente diagrama: U1 DCD_HEX U2A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1V1 170 Hz 5 V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V U3A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U4A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U5A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U7A 74LS09D U6A 74LS09D U8A74LS09D U9A 74LS09D U10A 74LS05N U11A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V U12A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U13A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U14A 74LS09D U15A 74LS09D U16A74LS09D U17 DCD_HEX U18A 74LS09D U2A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1V1 170 Hz 5 V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V VCC 5V U3A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U4A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U5A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U7A 74LS09D U6A 74LS09D U8A74LS09D U9A 74LS09D U10A 74LS05N U11A 74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U12A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U13A74LS112N 1Q 5 ~1Q 6 ~1PR 4 1K2 ~1CLR 15 1J3 1CLK1 U14A 74LS09D U15A 74LS09D U16A74LS09D U18A 74LS09D U19 74LS48N A7 B1 C2 D6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 ~LT3 ~RBI5 ~BI/RBO4 U1 74LS48N A7 B1 C2 D6 OA 13 OD 10 OE 9 OF 15 OC 11 OB 12 OG 14 ~LT3 ~RBI5 ~BI/RBO4 U17 A B C D E F G CK U20 A B C D E F G CK
- 11. CONCLUSION El desarrollode el contadorbase sesentafue exitoso, el circuito funciono perfectamente, aunque de manera personal fue un tantocomplicadode realizar,comoporejemploel planteamiento lógico del circuito es lo que en verdad mas se me dificulta,perounpocode apoyo vastopoderformularlo, el circuito se podría decir que se dividió en dos partes, un contadorpara lasunidadesyotro para las decenas, en este caso las unidades controlarían a las decenas, de forma que cuando el valor de las unidades alcanzaran su valor máximo, el circuito que controlaría las decenas se activaría y aumentaríauna unidady así consecutivamente hastallegaral sesenta y se volvería a ciclar el contador, de esta manera la cantidad de componentes electrónicos usados se redujo de manera significativa, y en verdad ayudo, por que en el desarrollosurgíanerroresenlasconexiones,tambiéncompuertasque nofuncionaban, no fue tan sencillo, por que era una gran cantidad de conexiones, pero aun así se logro el objetivo propuesto. (Marcos Marcos Fernando)