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UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA
FACULTAD: INGENIERIA
PROGRAMA: INGENIERIA DE SISTEMAS
DISEÑO E
IMPLEMENTACION DE
UN RELOJ DIGITAL
Arquitectura De Computadores II
MIGUEL LEONARDO SANCHEZ FAJARDO
KELLY JOHANNA TOLEDO ARTUNDUAGA
20/04/2013
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
1
INDICE GENERAL
Resumen
1. Capitulo1: Propósitos……………………………………………………………………………………………. 3
1.1. Introducción…………………………………………………………………………………………………… 3
1.2. Objetivos……………………………………………………………………………………………………….. 3
1.2.1. Objetivo general…………………………………………………………………………………… 3
1.2.2. Objetivos específicos……………………………………………………………………………. 3
2. Capitulo2: Desarrollo teórico………………………………………………………………………………… 4
2.1. Elementos/Conceptos previos……………………………………………………………………….. 4-5
2.2. Resultados esperados de la practica………………………………………………………………. 6
3. Capitulo3: Metodología………………………………………………………………………………………… 7-12
4. Capitulo4: Logros y dificultades…………………………………………………………………………….. 13
5. Capitulo5: Conclusiones………………………………………………………………………………………… 14
6. Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………. 15
7. Anexos16
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
2
RESUMEN
Con la utilización de decodificadores, compuertas lógicas y varios componentes
electrónicos adicionales, se implementará un reloj digital que mediante un generador de
pulsos, nos mostrará los segundos, minutos y horas en formato militar respectivamente.
La visualización de los segundos, minutos, y horas se hará mediante displays dobles de 7
segmentos. Además, contará con un pulsador que detendrá y adelantará los minutos para
así mirar el funcionamiento del reloj un poco más rápido.
Al mismo tiempo, se implementará este mismo en un aplicativo software llamado Fritzing,
que es un simulador de protoboard con dispositivos electrónicos en tiempo real.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
3
1. CAPITULO 1: PROPÓSITOS
1.1. INTRODUCCION
Actualmente, en el campo de la Ingeniería, es común la utilización de dispositivos
electrónicos y digitales, ya que facilitan la implementación de proyectos tales como un
reloj, que mediante la utilización de estos, ha evolucionado de la forma análoga (mediante
las manecillas) a visualizarnos mediante los números (visualización numérica).
En la mayoría de las ramas de la Ingeniería, el reloj digital es un proyecto conocido y
realizado en cursos básicos de sistemas digitales, arquitecturas de computadores, etc. Con
este proyecto se pretende demostrar todo lo aprendido en dicho curso.
1.2. Objetivos
1.2.1. Objetivo General
 Diseño e implementación de un reloj digital TTL utilizando componentes digitales y
aplicativo software.
1.2.2. Objetivos Específicos
 Descripción de dispositivos electrónicos (contadores, decodificadores, compuertas,
displays, etc.) y su respectivo funcionamiento.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
4
2. CAPITULO 2: DESARROLLO TEORICO
2.1. Elementos/Conceptos Previos:
 Contadores: 74LS90
El 74LS90 son contadores de onda cuadrada de 4-bit
en la entrada de módulo 10, modulo 12 y módulo 16,
respectivamente. Cada dispositivo consta de cuatro
flip-flop maestro/esclavo que son conectados
internamente para proporcionar una sección de
división por dos (LS90). Cada sección tiene una
entrada de reloj.
 Decodificador: 74LS47
El decodificador integrado 74LS47 es un circuito
lógico que convierte el código binario de entrada en
formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un
display de 7 segmentos en donde la posición de cada
barra forma el número decodificado.
 Compuertas Lógicas: 74LS08
Son compuertas lógicas de tecnología TTL de bajo
consumo. La 74LS08 posee 4 compuertas AND de dos
entradas y 1 salida.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
5
 Display de 7 segmentos
El visualizador de siete segmentos (llamado también
display) es una forma de representar números en
equipos electrónicos. Está compuesto de siete
segmentos que se pueden encender o apagar
individualmente.
 Generador de pulsos: LM555/NE555
El LM555/NE555 es un controlador altamente estable
capaz de producir pulsos de temporización precisas. Con
operación monoestable, el tiempo de retardo se controla
por uno resistencia externa y un condensador.
Los dispositivos anteriormente mencionados son los elementos principales e
indispensables (que no pueden faltar) para la elaboración del proyecto (reloj digital). A
continuación, se presentará de forma gráfica los dispositivos “secundarios” del circuito.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
6
2.2. Resultados esperados de la práctica
1. A partir de los diferentes elementos electrónicos (resistencias, diodos, etc.) y
los dispositivos digitales (compuertas, decodificadores, etc.) se desarrollará la
práctica y posteriormente la implantación del circuito (reloj digital) en la
protoboard.
2. Conocer el funcionamiento de cada uno de los dispositivos digitales y su
comportamiento dependiendo de la cantidad de voltaje generado.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
7
3. CAPITULO 3: METODOLOGIA
1. Inicialmente, se verificaron que todos los elementos o dispositivos electrónicos
se encuentren en el laboratorio para poder realizar la práctica y probarlos para
comprobar si se encuentran en buen estado.
2. Después de comprobar uno a uno los dispositivos, se inicia con la práctica
mediante el siguiente circuito que el tutor nos obsequió para la realización del
reloj digital. El circuito es el siguiente:
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
8
3. Se analiza el circuito y se identifica problemas o fallas que posiblemente pueda
tener.
4. Después de analizar el circuito, se encuentra que el circuito está incompleto,
que algunos pines no tienen uso y eso podría que el circuito no funcione. Los
problemas se describen a continuación:
1. En el contador 74LS90 el pin 5 va a +5v y el pin 10 va a negativo (tierra).
2. En el decodificador 74LS47 los pines 16, 3 van a +5v y el pin 8 va a negativo
(tierra).
5. Posteriormente de haber corregido el problema, se inicia con la práctica. El
circuito se divide en 3 partes:
1. El generador de pulsos (cuadro en naranja).
2. Los contadores (cuadro en verde).
3. Los decodificadores (cuadro en rojo).
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
9
6. En la primera parte (generador de pulsos) sería de la siguiente manera:
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
10
7. En la segunda parte (contadores) es de la siguiente forma:
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
11
8. En la tercera parte (decodificadores) tenemos que tener en cuenta que tipo de
display vamos a utilizar. En el caso de los display de 7 segmentos unitario el
diseño seria asi:
Display 7 segmentos unitario Display 7 segmentos doble
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
12
9. Finalmente, el circuito terminado se verá de la siguiente forma:
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
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4. CAPITULO 4: LOGROS Y DIFICULTADES
a) Dificultades:
1. Gran parte de los elementos del laboratorio se encuentran en mal estado.
2. El circuito no era entendible y tenía varias fallas.
3. El espacio que tiene los orificios de las protoboard es muy pequeño y los
puentes que se conectaban no hacían buen contacto.
b) Logros
1. El mayor logro de la práctica fue el diseño y la implementación del circuito
(reloj digital) ya que para poder realizarlo se necesitó aproximadamente 1 mes
y medio y bastante cable para realizar las conexiones.
2. Además se aprendió el funcionamiento y lo indispensable que es cada
componente o dispositivo en este circuito. En Ingeniería de Sistemas se podría
recalcar que cada elemento de ese circuito constituye el sistema en sí, ya que si
un elemento falla todo el sistema falla.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
14
5. CAPITULO 5: CONCLUSIONES
 Se diseñó e implementó satisfactoriamente el reloj digital utilizando componentes
digitales básicos.
 Se conoció el funcionamiento de cada uno de los dispositivos digitales.
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
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6. BIBLIOGRAFIA
 http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/13500228/Reloj-digital-de-24-
horas-Probado.html
 http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/13094992/Reloj-Digital-tipo-
militar-con-7490-sin-compuertas.html
 http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/
Recursos_Conceptuales/SN54LS90J.pdf
 http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/
Recursos_Conceptuales/NE555.pdf
 http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/
Recursos_Conceptuales/SN54LS47.pdf
 http://es.scribd.com/doc/43220345/Decodificador-7447
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16
7. ANEXOS
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
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20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
18
20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL]
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RELOJ DIGITAL TTL 24 horas

  • 1. UNIVERSIDAD DE LA AMAZONIA FACULTAD: INGENIERIA PROGRAMA: INGENIERIA DE SISTEMAS DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL Arquitectura De Computadores II MIGUEL LEONARDO SANCHEZ FAJARDO KELLY JOHANNA TOLEDO ARTUNDUAGA 20/04/2013
  • 2. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 1 INDICE GENERAL Resumen 1. Capitulo1: Propósitos……………………………………………………………………………………………. 3 1.1. Introducción…………………………………………………………………………………………………… 3 1.2. Objetivos……………………………………………………………………………………………………….. 3 1.2.1. Objetivo general…………………………………………………………………………………… 3 1.2.2. Objetivos específicos……………………………………………………………………………. 3 2. Capitulo2: Desarrollo teórico………………………………………………………………………………… 4 2.1. Elementos/Conceptos previos……………………………………………………………………….. 4-5 2.2. Resultados esperados de la practica………………………………………………………………. 6 3. Capitulo3: Metodología………………………………………………………………………………………… 7-12 4. Capitulo4: Logros y dificultades…………………………………………………………………………….. 13 5. Capitulo5: Conclusiones………………………………………………………………………………………… 14 6. Bibliografía……………………………………………………………………………………………………………. 15 7. Anexos16
  • 3. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 2 RESUMEN Con la utilización de decodificadores, compuertas lógicas y varios componentes electrónicos adicionales, se implementará un reloj digital que mediante un generador de pulsos, nos mostrará los segundos, minutos y horas en formato militar respectivamente. La visualización de los segundos, minutos, y horas se hará mediante displays dobles de 7 segmentos. Además, contará con un pulsador que detendrá y adelantará los minutos para así mirar el funcionamiento del reloj un poco más rápido. Al mismo tiempo, se implementará este mismo en un aplicativo software llamado Fritzing, que es un simulador de protoboard con dispositivos electrónicos en tiempo real.
  • 4. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 3 1. CAPITULO 1: PROPÓSITOS 1.1. INTRODUCCION Actualmente, en el campo de la Ingeniería, es común la utilización de dispositivos electrónicos y digitales, ya que facilitan la implementación de proyectos tales como un reloj, que mediante la utilización de estos, ha evolucionado de la forma análoga (mediante las manecillas) a visualizarnos mediante los números (visualización numérica). En la mayoría de las ramas de la Ingeniería, el reloj digital es un proyecto conocido y realizado en cursos básicos de sistemas digitales, arquitecturas de computadores, etc. Con este proyecto se pretende demostrar todo lo aprendido en dicho curso. 1.2. Objetivos 1.2.1. Objetivo General  Diseño e implementación de un reloj digital TTL utilizando componentes digitales y aplicativo software. 1.2.2. Objetivos Específicos  Descripción de dispositivos electrónicos (contadores, decodificadores, compuertas, displays, etc.) y su respectivo funcionamiento.
  • 5. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 4 2. CAPITULO 2: DESARROLLO TEORICO 2.1. Elementos/Conceptos Previos:  Contadores: 74LS90 El 74LS90 son contadores de onda cuadrada de 4-bit en la entrada de módulo 10, modulo 12 y módulo 16, respectivamente. Cada dispositivo consta de cuatro flip-flop maestro/esclavo que son conectados internamente para proporcionar una sección de división por dos (LS90). Cada sección tiene una entrada de reloj.  Decodificador: 74LS47 El decodificador integrado 74LS47 es un circuito lógico que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos en donde la posición de cada barra forma el número decodificado.  Compuertas Lógicas: 74LS08 Son compuertas lógicas de tecnología TTL de bajo consumo. La 74LS08 posee 4 compuertas AND de dos entradas y 1 salida.
  • 6. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 5  Display de 7 segmentos El visualizador de siete segmentos (llamado también display) es una forma de representar números en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente.  Generador de pulsos: LM555/NE555 El LM555/NE555 es un controlador altamente estable capaz de producir pulsos de temporización precisas. Con operación monoestable, el tiempo de retardo se controla por uno resistencia externa y un condensador. Los dispositivos anteriormente mencionados son los elementos principales e indispensables (que no pueden faltar) para la elaboración del proyecto (reloj digital). A continuación, se presentará de forma gráfica los dispositivos “secundarios” del circuito.
  • 7. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 6 2.2. Resultados esperados de la práctica 1. A partir de los diferentes elementos electrónicos (resistencias, diodos, etc.) y los dispositivos digitales (compuertas, decodificadores, etc.) se desarrollará la práctica y posteriormente la implantación del circuito (reloj digital) en la protoboard. 2. Conocer el funcionamiento de cada uno de los dispositivos digitales y su comportamiento dependiendo de la cantidad de voltaje generado.
  • 8. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 7 3. CAPITULO 3: METODOLOGIA 1. Inicialmente, se verificaron que todos los elementos o dispositivos electrónicos se encuentren en el laboratorio para poder realizar la práctica y probarlos para comprobar si se encuentran en buen estado. 2. Después de comprobar uno a uno los dispositivos, se inicia con la práctica mediante el siguiente circuito que el tutor nos obsequió para la realización del reloj digital. El circuito es el siguiente:
  • 9. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 8 3. Se analiza el circuito y se identifica problemas o fallas que posiblemente pueda tener. 4. Después de analizar el circuito, se encuentra que el circuito está incompleto, que algunos pines no tienen uso y eso podría que el circuito no funcione. Los problemas se describen a continuación: 1. En el contador 74LS90 el pin 5 va a +5v y el pin 10 va a negativo (tierra). 2. En el decodificador 74LS47 los pines 16, 3 van a +5v y el pin 8 va a negativo (tierra). 5. Posteriormente de haber corregido el problema, se inicia con la práctica. El circuito se divide en 3 partes: 1. El generador de pulsos (cuadro en naranja). 2. Los contadores (cuadro en verde). 3. Los decodificadores (cuadro en rojo).
  • 10. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 9 6. En la primera parte (generador de pulsos) sería de la siguiente manera:
  • 11. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 10 7. En la segunda parte (contadores) es de la siguiente forma:
  • 12. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 11 8. En la tercera parte (decodificadores) tenemos que tener en cuenta que tipo de display vamos a utilizar. En el caso de los display de 7 segmentos unitario el diseño seria asi: Display 7 segmentos unitario Display 7 segmentos doble
  • 13. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 12 9. Finalmente, el circuito terminado se verá de la siguiente forma:
  • 14. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 13 4. CAPITULO 4: LOGROS Y DIFICULTADES a) Dificultades: 1. Gran parte de los elementos del laboratorio se encuentran en mal estado. 2. El circuito no era entendible y tenía varias fallas. 3. El espacio que tiene los orificios de las protoboard es muy pequeño y los puentes que se conectaban no hacían buen contacto. b) Logros 1. El mayor logro de la práctica fue el diseño y la implementación del circuito (reloj digital) ya que para poder realizarlo se necesitó aproximadamente 1 mes y medio y bastante cable para realizar las conexiones. 2. Además se aprendió el funcionamiento y lo indispensable que es cada componente o dispositivo en este circuito. En Ingeniería de Sistemas se podría recalcar que cada elemento de ese circuito constituye el sistema en sí, ya que si un elemento falla todo el sistema falla.
  • 15. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 14 5. CAPITULO 5: CONCLUSIONES  Se diseñó e implementó satisfactoriamente el reloj digital utilizando componentes digitales básicos.  Se conoció el funcionamiento de cada uno de los dispositivos digitales.
  • 16. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 15 6. BIBLIOGRAFIA  http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/13500228/Reloj-digital-de-24- horas-Probado.html  http://www.taringa.net/posts/ciencia-educacion/13094992/Reloj-Digital-tipo- militar-con-7490-sin-compuertas.html  http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/ Recursos_Conceptuales/SN54LS90J.pdf  http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/ Recursos_Conceptuales/NE555.pdf  http://www.educarchile.cl/UserFiles/P0029/File/Objetos_Didacticos/ELO_02_TEL/ Recursos_Conceptuales/SN54LS47.pdf  http://es.scribd.com/doc/43220345/Decodificador-7447
  • 17. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 16 7. ANEXOS
  • 18. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 17
  • 19. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 18
  • 20. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 19
  • 21. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 20
  • 22. 20 de abril de 2013 [DISEÑO E IMPLEMENTACION DE UN RELOJ DIGITAL] 21