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O relatório de um laboratório sobre as questões teóricas e práticas da montagem de contadores sincrónicos e assíncronos no curso de engenharia elétrica industrial da ifma, utilizando o kit xd201 e componentes como o ci 74ls293, 74ls73, 74ls08 e 74ls07. As montagens realizadas em 01/07/2022 e 05/07/2022, incluindo a utilização de jumpers e chaves hh tipo alavanca, e os métodos utilizados para monitoramento de saídas com leds.
Tipologia: Exercícios
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Relatório sobre as questões teóricas e montagens práticas no Módulo XD200M05 (CONTADORES SÍNCRONOS E ASSÍNCRONOS) no KIT Banco de Ensaios para Eletrônica Digital XD201 referentes as práticas do Lab02C – REGISTRADORES - KIT.
OBJETIVO
Descrever os circuitos do Lab04C que foram montados na aula prática do dia 01/07/2022 e 05/07/ com utilização do CI 74LS293 (4 bit binary counter) no kit XD201 com o Módulo XD200M5, e também do CI 74LS73 (Flip Flop JK), 74LS08 (AND) e 74LS07(NOT) nas montagens separadas na protoboard.
MATERIAL E MÉTODOS
Para a realização das montagens foi utilizado o XD201 - BANCO DE ENSAIOS PARA ELETRÔNICA DIGITAL COM CARTÕES DE EXPERIÊNCIA, fabricado pela Exsto Tecnologia. Foi utilizado o CI CI 74LS293 (4 bit binary counter) do Módulo XD200M05 , além do CI 74LS73 (Flip Flop JK), 74LS (AND) e 74LS07(NOT) nas montagens separadas na protoboard. Foram usados também jumpers do tipo fêmea-fêmea, e jumpers tipo macho-macho.
Figura 01 - XD201 - Banco de Ensaios para Eletrônica Digital com cartões de experiência
R.: O que caracteriza é que os flip-flops do contador não são disparados diretamente pelo sinal de clock. Nesse tipo de contador cada flip-flop é disparado pela saída do flip-flop anterior. Essa característica torna estes contadores limitados em termos de velocidade, pois o tempo de ativação (tempo de resposta) é dado aproximadamente pela soma dos tempos de atraso de propagação de cada flip-flop.
R.: Para construir um divisor de frequência, é necessário associar os flip-flops necessários no configuração de contador. Necessário também associa-los a portas lógicas para obter a frequência divisível desejada. Ex: no contador de 4 bits (módulo 16), se a frequência do clock de entrada for de 16KHz, na saída do último flip-flop teremos 1KHz, indicando uma divisão por 16. No geral o sinal de saída do último flip-flop (isto é, o MSB) terá a frequência igual a frequência do clock de entrada dividido pelo número do módulo do contador. Ex: um contador do módulo 16, a saída tem frequência de 1/16 da frequência de entrada
R.: Os circuitos de inicialização são necessários quando se deseja o início da contagem com um número diferente de 0 decimal, para isso, os circuitos possuem uma entrada de LOAD que uma vez ativada carrega na saída o número binário previamente programado nas entradas específicas. Por exemplo, o CI 74LS193 possui o pino “PL” que em nível baixo carrega na saída o valor lido nos pino D0, D1, D2 e D3, ou seja, ele faz o LOAD desse valor na saída. No caso, na inicialização um circuito vai acionar o PL para que a contagem inicie com o valor desejado.
R.: No caso de um contador de 4 bits formado por flip-flops discretos, para que ele seja associado a outro contador de 4bits e com isso formar um contador de 8 bits, basta que a saída “Q” do flip-flop referente ao bit MSB seja inserido no CLOCK do flip-flop LSB do outro contador, como mostrado na figura abaixo:
Figura 01 – Contador binário de 8 bits feito a partir de 2 contadores binários de 4 bits
R.: Em circuitos integrados a associação é feita através de pinos especiais, por exemplo, no CI 74LS os pinos TCU e TCD disparam um pulso quando o CI faz uma rodada completa de contagem. Esse pulso é então enviado para os pinos UP e DN respectivamente do CI 74LS193 seguinte, formando assim um contador de 8 bits. Essa montagem é mostrada na figura baixo:
Figura 02 – Contador binário de 8 bits feito a partir de 2 CI’s contadores integrados de 4 bits
O resultado foi a contagem de 0 a 15, que foi monitorada pelos leds do KIT:
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 0000 reinício 0001 0010 ... ...
R.: O módulo XD200M05 não disponibiliza o pino de Reset na placa,por isso optamos por fazer um contador de 4 bits através de CI’s flip-flops discreto 74LS73. A armadinha foi feita acionando o CLEAR dos flip-flops quando a saída for 1101 (13 em decimal). Para isso foram usados os CI’s 74LS08 (and) e 74LS04(not), conforme mostrado na figura abaixo:
Figura 04 – contador binário de 0 a 12 – desenho esquemático
A montagem foi realizada na proboard do KIT XD201.
Figura 05 – contador binário de 0 a 12 – montagem na protoboard
O resultado foi a contagem binário de 0 a 12 como esperado. O monitoramento foi feito pelos leds do KIT.
0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 1000 1001 1010 1011 1100 0000 reinício 0001 0010 ... ...
R.: Portas NAND implementadas com o CI 74LS Flip-Flop tipo D implementados com o CI 74LS
Figura 08 – implementação
Portas NAND implementadas com o CI 74LS s com o CI 74LS
Figura 07 – divisor por 5
implementação no ISIS Proteus do divisor por 5
no ISIS Proteus do divisor por 5
Figura 09 – Verificação da forma de onda do
Injetado sinal de 1KHz, e na saído o sinal medido foi de 200Hz. Indicando uma divisão por 5 na freqüência
Verificação da forma de onda do divisor por 5
Injetado sinal de 1KHz, e na saído o sinal medido foi de 200Hz. freqüência.
por 5
