PROYECTO N° 02
TEMPORIZADOR DIGITAL PROGRAMABLE
FASE 3:
Temporizadores y Generadores de Reloj
OBJETIVOS:
- Implementación de circuitos temporizadores.
- Implementación de circuitos generadores de clock.
- Implementación de circuito contador utilizando temporizadores y generadores de clock.
DESARROLLO DEL PROBLEMA:
- Teoría de osciladores ASTABLES Y MONOESTABLES.
Osciladores ASTABLES:
Un oscilador Astable (o Inestable) es un circuito en que no existe un un punto estable en su operación, en lugar de eso, se encuentran dos regiones de voltajes distintos, que conmutan a través del tiempo, originando como salida del dispositivo una señal cuadrada.
Para lograr que este dispositivo transite por estos dos estados "cuasi-estables", se utilizan específicamente 8 dispositivos electrónicos; dos transistores, dos condensadores y cuatro resistencias (dos de resistencia alta y otras dos de resistencia baja). Para el correcto funcionamientos del dispositivo, se espera que sea lo más simétrico posible, de esta manera los transistores no se verán perjudicados ante un eventual alza de corriente que pueda quemarse, producto de una alta corriente que llegue en desfase a la operación esperada, además de esta manera el análisis del circuito es considerablemente más simple y sus tiempos de paso de un punto de operación a otro regulares. Para obtener el resultados de multivibrador de dos estados, se utilizan los estados de corte y saturación de los transistores, esto en conjunto con las resistencias y el condensador, generan el proceso que se detalla a continuación:
Estado 1: Transistor T1 en corte y transistor T2 en conducción.
Para efectos de análisis, se usará que el condensador C1 está cargado inicialmente con un potencial de Vcc-0,7 y el condensador C2 con carga -0,7 V. Como T1 está en corte, se puede eliminar del análisis debido a que no pasa corriente por esa región, por lo que solo nos queda en el análisis T1, que para el condensador C1 funciona como un cortocircuito, y para C2, como un diodo polarizado en directo, de esta manera, tendremos que C2 se cargará a través de R4 y la base de T2, por lo que pasa de -0,7 a Vcc-0,7, esta carga será rápida por el bajo valor de R2 y R3 comparadas con R1 y R4. Dado que para este circuito, C1 esta puesto en polaridad inversa con respecto a C2, este condensador se descargará de Vcc-0,7 hasta alcanzar -0,7V, punto en el cual genera que T1 se encuentre en su zona activa.
En este punto se invierten los papeles, el transistor T2 queda en corte al recibir el voltaje de C2 desde el colector.
Dado que el circuito es totalmente simétrico (por lo menos en el modelo) tendremos que el análisis es exactamente el mismo pero visto desd e la otra región, de esta manera tenemos que al terminar este estado, también termina el ciclo de trabajo de los condensadores, generando como señal de salida la onda cuadrada que se espera como representación de los dos estados "cuasi-estables" del sistema. Para efectos del análisis posterior, se tomó en consideración que un cambio en los valores nominales del condensador generaban un cambio de frecuencia en este, pero este cambio de valor de esta componente debe ser dentro de ciertos rangos, sino se deberá cambiar el valor de las resistencias, para no producir que el oscilador encuentre un estado estable y no cambie sus voltajes periódicamente.
El monoestable es un circuito multivibrador que realiza una función secuencial consistente en que al recibir una excitación exterior, cambia de estado y se mantiene en él durante un periodo que viene determinado por una constante de tiempo. Transcurrido dicho período, la salida del monoestable vuelve a su estado original. Por tanto, tiene un estado estable (de aquí su nombre) y un estado casi estable.
Funcionamiento:
En la Figura 1 se representa el esquema de un circuito multivibrador monoestable, realizado con componentes discretos, cuyo funcionamiento es el siguiente:
Al aplicar la tensión de alimentación (Vcc), los dos transistores iniciarán la conducción, ya que sus bases reciben un potencial positivo a través de las resistencias R-2 y R-3, pero como los transistores no serán exactamente idénticos, por el propio proceso de fabricación y el grado de impurezas del material semiconductor, uno conducirá antes o más rápido que el otro.
Supongamos que es TR-2 el que conduce primero. El voltaje en su colector estará próximo a 0 voltios (salida Y a nivel bajo), por lo que la tensión aplicada a la base de TR-1 a través del divisor formado por R-3, R-5 , será insuficiente para que conduzca TR-1. En estas condiciones TR-1 permanecería bloqueado indefinidamente.
Pero si ahora aplicamos un impulso de disparo de nivel alto por la entrada T, el transistor TR-1 conducirá y su tensión de colector se hará próxima a 0 V, con lo que C-1, que estaba cargado a través de R-1 y la unión base-emisor de TR-2, se descargará a través de TR-1 y R-2 aplicando un potencial negativo a la base de TR-2 que lo llevará al corte (salida Y a nivel alto) . En esta condición la tensión aplicada a la base de TR-1 es suficiente para mantenerlo en conducción aunque haya desaparecido el impulso de disparo en T.
Seguidamente se inicia la carga de C-1 a través de R-2 y TR-1 hasta que la tensión en el punto de unión de C-1 y R-2 (base de TR-2) sea suficiente para que TR-2 vuelva a conducir y TR-1 quede bloqueado. La duración del periodo cuasi estable viene definido por los valores de C-1 y R-2.
VIDEO DEMOSTRATIVO:
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:
* OBSERVACIONES:
-se logro observar que en el transcurso del proyecto se pudo observar el funcionamiento y ver los errores que presentaba el proyecto ya que tuvimos que remplazar compuertas
- se tuvo que negar una compuerta 7904 para poder lograr la cuenta regresiva
- según todo se presento el problema de que de inmediato saltaba pasando el cero y se tuvo que observar todo el armado y ver el error
* CONCLUSIONES:
- se pudo concluir que el proyecto se pudo lograr al ser simulado en el proteus y aplicarlo en la practica y poder ver el resultado obtenido
-EL 555 es un integrado sumamente versatil, pudiendo ser configurado para trabajar en un rango muy amplio de frecuencias y configurado correctamente, puede trabar con ciclos de trabajo de casi 0% a 100%
-Para aplicaciones que requieren mayor precisión se concluyó utilizar un condensador de tantalio para evitar corrientes de fuga caracteristicas del de los condensadores electricos
BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA:
-se logro observar que en el transcurso del proyecto se pudo observar el funcionamiento y ver los errores que presentaba el proyecto ya que tuvimos que remplazar compuertas
- se tuvo que negar una compuerta 7904 para poder lograr la cuenta regresiva
- según todo se presento el problema de que de inmediato saltaba pasando el cero y se tuvo que observar todo el armado y ver el error
* CONCLUSIONES:
- se pudo concluir que el proyecto se pudo lograr al ser simulado en el proteus y aplicarlo en la practica y poder ver el resultado obtenido
-EL 555 es un integrado sumamente versatil, pudiendo ser configurado para trabajar en un rango muy amplio de frecuencias y configurado correctamente, puede trabar con ciclos de trabajo de casi 0% a 100%
-Para aplicaciones que requieren mayor precisión se concluyó utilizar un condensador de tantalio para evitar corrientes de fuga caracteristicas del de los condensadores electricos
BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA:
- Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales. Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson.
- Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales. México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996).
- Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras. México D.F.: Prentice Hall (621.381D/M86L).
- Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones. México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson.
Integrantes:
- Manuel Atahualpa Lázaro.
-Jose Pro Valdivia.
-Arturo Mamani Bernal.
