Laboratorio 9 Contador Johnson y Divisor de Frecuencias

CIRCUITOS DIGITALES

PROYECTO N° 03

MATRIZ DE LEDS CON REGISTROS Y CONTADORES

FASE 1: Contador Johnson y Divisor de Frecuencias

I. CAPACIDAD TERMINAL

• Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital. 
• Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información. 
• Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

a). MARCO TEÓRICO.

CONTADOR JOHNSON

El contador Johnson o contador conmutado en cola es una variación del contador en anillo que duplica el número de estados codificados, sin sacrificar su velocidad. Lo que si complica algo es la de-codificación del estado. 

En un contador Johnson el complemento de la salida del último flip-flop se conecta a la entrada D del primer flip-flop (como es lógico se puede implementar con otro tipo de flip-flop). Esta re-alimentación permite generar una secuencia de estados características. 

En general un contador Johnson generará un módulo de 2n, siendo n el número de etapas del contador.

Estado inicial del contador Johnson

Tomando como estado inicial del contador Johnson 0000 (Q3=0, Q2=0, Q1=0, Q0=0), los estados presentes en este contador serían los mostrados en la siguiente tabla. Observe que durante el octavo pulso en la señal del reloj el estado inicial se repite.

Entonces, con N flip-flops, un contador Johnson es capaz de codificar 2n estados, y aunque la de-codificación se complica, la velocidad de conteo es igual a la del contador en anillo. 

En electrónica digital, un contador es un circuito secuencial construido a partir de Flip flops y compuertas lógicas capaces de realizar el cómputo de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto, almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Habitualmente, el cómputo se realiza en un código binario, que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural (contador de décadas).

Clasificación de los contadores 

• Según la forma en que conmutan los Flip flop, podemos hablar de contadores síncronos (todos los flip flop conmutan a la vez, con una señal de reloj común) o asíncronos (el reloj no es común y los flip flops conmutan uno tras otro).
• Según el sentido de la cuenta, se distinguen en ascendentes, descendentes y UP-DOWN (ascendentes o descendentes según la señal de control).
• Según la cantidad de números que pueden contar, se puede hablar de contadores binarios de n bits (cuentan todos los números posibles de n bits, desde 0 hasta 2n − 1), contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores Módulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-1).

Divisor de frecuencia

Se llama divisor de frecuencia a un dispositivo electrónico que divide la frecuencia de entrada en una relación casi seimpre entera o racional. La forma de la señal de salida puede ser simétrica o asimétrica. La señal de entrada frecuentemente tiene forma de una onda cuadrada pero también puede ser sinusoidal o de otras formas.

Suelen estar formados por contadores digitales. Se pueden obtener relaciones de frecuencia no enteras utilizando contadores de módulo variable, por ejemplo, si a cada pulso de salida se cambia el módulo del contador entre 2 y 3, se obtiene una relación de frecuencias de 5:2.

El JK flip-flop es un divisor-por-dos, porque el cambia de estado cada vez que un pulso activo alcanza su entrada; esto es, el primer pulso SETS (pone) al JK en lógica 1 (nivel H), y el segundo pulso lo RESETS (devuelve) a lógica 0 (nivel L).

Tareas desarrolladas en el laboratorio.

Contador Johnson de 4 Bits

1. Realice las tareas asignadas a estos ejercicios. para los pulsos, utilice el pulsador manual (Monoestable). Registre la evidencia mediante un vídeo corto.

Divisor de frecuencia par

1. Ahora busque el apartado “Circuitos divisores (reductor)”. Siga las instrucciones iniciales y realice las tareas asignadas a los dos ejercicios propuestos (divisor par e impar). Para los pulsos, utilice el Generador de Clock (astable). Registre la evidencia mediante un video corto.

Las tarea del laboratorio están desarrolladas en el siguiente vídeo 

b). VÍDEO EXPLICATIVO.

c). OBSERVACIONES 

- El tipo de señal de la salida de los flip flops JK sera un forma de onda cuadrada.

- Un divisor de frecuencia  se utiliza también como un  contador binario, yaque también utiliza la salida Q como entrada del CLOCK del siguiente flip-flops.

- En un divisor de frecuencia par, el pulso de salida del Q(4) se activara después de 8 pulsos  producidos por la salida  Q(1).

-  Para el pulso de salida del Q(3)  sera de 2 pulso de salida mientras que los pulsos de salida del Q(1) sera de 8 pulsos.

CONCLUSIONES.

- Para realizar un divisor de frecuencia con flip-flop J-K, se debe tomar la salida Q y conectarla al clock del siguiente flip-flop y así sucesivamente dependiendo de numero de salidas que queremos. 

- Podemos usar los flip flop de tipo JK para dividir la frecuencia en dos o en múltiplos de dos haciendo más conexiones entre flip flop JK en estado de oscilación.

- Para implementar un divisor de frecuencias se debe activar el flip flops tipo JK con un flaco negativo, y este sera capaz de dividir la frecuencia de entrada en ocho y se utilizaría cuatro flip flops JK.

d). INTEGRANTES.

Sejje Yucra Fernando
Torres Umiña Renzo


BIBLIOGRÁFICA:

• https://www.ecured.cu/Contador_en_anillo
• http://www.hpca.ual.es/~vruiz/docencia/laboratorio_estructura/practicas/html/node57.html
• http://hispavila.com/total/3ds/tutores/divisor_de_frc.html