Este documento describe la simulación de un contador ascendente-descendente de 0 a 7 usando flip-flops tipo D y displays de 7 segmentos. Explica el funcionamiento de los flip-flops D, el decodificador 4511 y los displays de 7 segmentos. Luego presenta la tabla de estados, la simplificación del circuito y la simulación del contador ascendente-descendente de 0 a 7. Finalmente concluye reforzando conocimientos sobre los circuitos secuenciales y la interpretación de datasheets.

1. 1
Contador de 0-7 ascendente-descendente Con
flip-flop D.
Departamento de Ingenier´ıa El´ectrica, Electr´onica y Computaci´on
Universidad Nacional De Colombia - Sede Manizales
Profesor(a): Nubia Liliana Montes Castrill´on
Monitor: Yeison Hoyos Rengifo
Cristian Alexander Rodriguez Naranjo 212550
Juan Esteban Guarin Posada 212026
William Andres Mu˜noz Alvear 212042
Diciembre de 2013
abstract—In this lab we will simulate a counter up-down
of ”0”seven ”7”D flip flops starting from the concepts seen
in class of sequential circuits.
Index Terms—S´ıncrono, Bit, display, Flip-flop D.
I. OBJETIVOS
Reforzar nuestros conocimientos ya aprendidos en
clases anteriores.
Analizar el funcionamiento del circuito propuesto.
Conocer m´as utilidades de las compuertas l´ogicas.
Relacionar el circuito propuesto y su utilidad con
el mundo real.
II. MATERIALES
1 Decodificador 4511.
1 Display de c´atodo com´un de 7 segmentos.
3 Flip-flop tipo D.
compuertas l´ogica AND y OR.
Cables de conexi´on en protoboard.
7 Resistores de 470 Ω.
III. INTRODUCCI ´ON
Para el desarrollo de esta pr´activa realizaremos la
simulaci´on del contador ascendete-descendente de 0 a 7
empleando Flip-flops tipo D y displays de 7 segmentos.
Se observar´a el funcionamiento de cada componente
usado, teniendo en cuenta sus datasheets al momento
de su aplicaci´on teorica.
Un contador es b´asicamente un registro que pasa por
una sucesi´on predeterminada de estados. Los Flip-flops
y la compuerta del contador est´an conectados de tal
manera que produce la sucesi´on prescrita de estados
binarios.
IV. MARCO TE ´ORICO
IV-A. Flipflops
Siendo los Flip-Flop las unidades b´asicas de todos
los sistemas secuenciales, existen cuatro tipos: el RS, el
JK, el T y el D. Y los ´ultimos tres se implementan del
primero pudi´endose con posterioridad con cualquiera
de los resultados confeccionar quienquiera de los
restantes. Todos pueden ser de dos tipos, a saber:
Flip-Flop activado por nivel (FF-AN) o bien Flip-Flop
maestro-esclavo (FF-ME). El primero recibe su nombre
por actuar meramente con los ”niveles”de amplitud 0-1,
en cambio el segundo son dos FF-AN combinados de tal
manera que uno ”hace caso.al otro. Un circuito flip-flop
puede mantener un estado binario indefinidamente
(Siempre y cuando se le este suministrando potencia al
circuito) hasta que se cambie por una se˜nal de entrada
para cambiar estados. La principal diferencia entre
varios tipos de flip-flops es el numero de entradas que
poseen y la manera en la cual las entradas afecten el
estado binario.

2. 2
Figura 1. Tabla transici´on de estados Flip-Flop JK
Figura 2. Tabla transici´on de estados Flip-Flop D
IV-B. Decodificador 4511
El decodificador 4511 viene con cuatro entradas
(A,B,C y D) en c´odigo binario BCD produce siete
salidas (a,b,c,d,e,f y g) activas a nivel bajo (0V) capaces
de suminstrar corriente a los leds de un display de 7
segmentos.
Tiene adem´as las siguientes entradas de control:
Las entradas de prueba (LT), borrado (BI) y habilitaci´on
de Cerrojo (LE), se usan para probar el visualizador,
para apagar o modular por pulsos el visualiador, y para
almacenar un c´odigo BCD, respectivamente.
IV-C. Display 7 segmentos
El display de 7 segmentos es un dispositivo usado para
presentar informaci´on de forma visual. Esta informaci´on
es especificamente un digito decimal 0 al 9, por lo que
se intuye que el c´odigo BCD est´a involucrado.
Estos dispositivos pueden ser de tipo Anodo Com´un.
O Catodo Com´un.
V. PROCEDIMIENTO
En primera instancia estudiamos los componentes
b´asicos para el laboratorio con el objeto de tener total
claridad de lo que deb´ıamos hacer.
Planteamos el problema en una tabla de estados,
para luego aplicar los conocimientos adquiridos sobre
simplificacion de circuitos por medio de mapas de
kanaug, para as´ı partir a simular el circuito y comprobar
su adecuado funcionamiento.
En la tabla de transici´on de estados se tomaron los
estados siguientes de los flip-flops tipo D como las
salidas corespondientes (X,Y,Z) para ser utilizadas en el
decodificador 4511.

3. 3
Figura 3. Tabla de transici´on de estados
Figura 4. Simpiflicaci´on por mapas de karnaug D0
D0 = ¯E3
¯Q0 + E3Q0
Figura 5. Simpiflicaci´on por mapas de karnaug D1
D1 = E3Q1+E2Q1Q0+ ¯E2Q1
¯Q0+ ¯E3
¯E2
¯Q1Q0+ ¯E3E2
¯Q1
¯Q0
Figura 6. Simpiflicaci´on por mapas de karnaug D2
D2 = E3Q2+Q2Q1
¯Q0+E2Q2Q0+ ¯E2Q2
¯Q1+ ¯E3
¯E2
¯Q2Q1Q0+
+ ¯E3E2
¯Q2
¯Q1
¯Q0

4. 4
Figura 7. Simulaci´on
VI. CUESTIONARIO
M´aquinas de Mealy y Moore.
Las m´aquinas de Mealy y Moore son circuitos
s´ıncronos. Un circuito s´ıncrono es un circuito digital en
el cual sus partes est´an sincronizadas por una se˜nal de
reloj.
En un circuito s´ıncrono ideal, cada cambio en
los diferentes niveles l´ogicos es simult´aneo. Estas
transiciones se realizan despu´es de un cambio de nivel
de una se˜nal llamada reloj. Idealmente la entrada a cada
elemento de almacenamiento alcanza su valor final antes
de que la siguiente se˜nal de reloj ocurra, por lo tanto
el comportamiento de un circuito se puede predecir
exactamente. Se requiere se cierto retardo para cada
operaci´on l´ogica, por lo que existe una m´axima rapidez
en el que cada sistema s´ıncrono puede responder. El
an´alisis de un diagrama de tiempos puede darnos esta
rapidez.
Una m´aquina de Mealy es una m´aquina de estados
finita, donde las salidas est´an determinadas por el estado
actual y la entrada. Esto significa que en el diagrama
de estados se incluye una se˜nal de salida para cada
arista de transici´on. Por ejemplo, en la trayectoria de
un estado 1 a un estado 2, si la entrada es cero la
salida puede ser uno, y se debe poner sobre la arista la
etiqueta 0/1.
En contraste, la salida de una m´aquina de estado
finito Moore (m´aquina de Moore), depende solo del
estado actual y no depende de la entrada actual. Por
lo tanto, los estados de una m´aquina de Moore son
la uni´on de los estados de la m´aquina de Mealy y
el producto cartesiano de estos estados y alfabeto de
entrada (posibles entradas).

5. 5
Figura 8. Maquina de Moore y Mealy
VII. CONCLUSIONES
Identificamos el funcionamiento general de los cir-
cuitos integrados utilizados.
Complementamos y reforzamos nuestros conoci-
mientos ya adquiridos.
Logramos analizar el circuito propuesto que era
un poco m´as complejo y obtuvimos los resultados
esperados.
Aprendimos a interpretar los datasheet de cada
circuito integrado.
REFERENCIAS
[1] http://www.apuntesdeelectronica.com/
[2] http://meteo.ieec.uned.es/wwwU sumeteog/
compcombdecodificadores.html.