SDI115 - Reporte Tarea Sistemas Digitales

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

Facultad de Ingeniería y Arquitectura

Escuela de Ingeniería Eléctrica

[pic 1]

Asignatura: 

Sistemas Digitales I (SDI115 – SDU115)

Actividad: 

Tarea #3:

Reloj.

Integrantes:

Ciudad universitaria, domingo 13 de junio del 2021

INTRODUCCIÓN

Lo que hemos aprendido y aplicado en los trabajos antes presentados, han sido la aplicación de los sistemas digitales combinacionales.

Se entiende lo anterior como un dispositivo que reacciona solamente a sus puertas de entrada, hemos realizado diversos circuitos que involucran los mismos; por ejemplo, los clásicos de convertidores BCD, los multiplexores, demultiplexores, codificadores, mostrar en un display de 7 segmentos el numero decimal correspondiente a su binario natural; entre otros.

Todos los anteriores se han analizado en función de sus salidas y solamente de esa forman se pueden analizar. Ahora, introducimos un nuevo tipo de circuito, el cual lleva un análisis muy diferente; que son los circuitos secuenciales. Estos, dependen no solo de sus entradas de datos; sino que también de las salidas de ellos mismos o de otros sub elementos que integra un circuito determinado. La aplicación de ellos son diversos, no bastara tan solo ejemplificar los circuitos básicos en este reporte; basta con decir que los circuitos secuenciales lo rodean los flip-flops. Por la naturaleza humana y su variedad de ideas, se han desarrollado tipos de flip flops, para poder dar abasto a la creatividad del diseñador de sistemas digitales. Y es obvio aceptar la idea que la aplicación tiene como límite la imaginación humana. Aquí se presentan simulaciones de distintos flip-flops; también se introducen los contadores y un ejercicio de aplicación diversa; que es la creación de un reloj digital; basándonos en esta idea y aplicando los funcionamientos de estos dispositivos para poder dar solución a los problemas planteados.

OBJETIVO GENERAL

• Simular en el software TINA circuitos, flip-flops, contadores haciendo un reloj digital, usando códigos VHDL y dar respuesta los puntos de investigación.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Realizar códigos VHDL para complementar el circuito.

• Hacer uso del software de simulación grafica TINA para la creación del reloj digital.

• Comprender y analizar los resultados obtenidos en el desarrollo del reloj.

• Saber diferencias los tipos de circuitos visto hasta ahora, y conocer en qué momento usarlos.

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ASIGNACIÓN

Considerando lo aprendido en la asignatura Sistemas Digitales I:

Desarrollar y simular un reloj en TINA formato 24 horas en el cual se podrá modificar la hora utilizando pulsadores (3 en total para horas, minutos y segundos). Utilizando los flip-flop que mejor les convenga en modo ASINCRONO o SINCRONO. Asuma un CLK con periodo de 1 segundo y que el display a utilizar tiene integrado un convertidor binario a 7 segmentos.

Descripción del funcionamiento:

Para la realización del simulador de reloj digital, se hará uso de Flip-Flops en modo asíncrono. Se tomará en cuenta el hecho de que el formato solicitado es de 24 horas a la hora de realizar los contadores respectivos.[pic 2]

En los relojes digitales, el número menos significativo avanza del 0 al 9, mientras que el más significativo avanza del 0 al 5. Teniendo claro ello, primero se procederá a diseñar dos tipos de contadores, uno mod10 y otro mod6.

Para representar las horas, se utilizará un contador de 2 bits (mod4) para el número más significativo y un contador mod10. Se hará un arreglo entre ambos para que se pueda reiniciar cuando llegue a la hora ‘24’, el cual será explicado más adelante.

Para el diseño de cada contador mencionado en TINA, se utilizarán Flip Flops JK. [pic 3]

El Preset (P) siempre estará con valor ‘1’, al igual que las entradas J y K, mientras que el CLK dependerá del respectivo valor de Q. Sin embargo, a pesar de que C tendrá en su mayor parte del tiempo valor ‘0’, habrá un momento en el cual va a adquirir el valor de 1, y esto dependerá del mod del contador que se pretenda diseñar.

Contador de mod10:

Haciendo uso de cuatro FF, cubrirá un rango del 0 al 9, reiniciando su cuenta cuando llegue al 10. Su respectiva tabla de verdad se muestra a continuación, considerando que Qi* es el valor al cual cambia Q de forma casi instantánea. Considérese que esto solo ocurrirá cuando P = C = 1.

Encontrando a simple inspección que: [pic 6]

Y a la hora de diseñarlo en TINA, queda el circuito:

[pic 7]

Contador de mod6:

Cubrirá un rango del 0 al 5, reiniciando su cuenta cuando llegue al 6. El análisis que se realizará es similar, pero en este caso se hará uso únicamente de tres FF.

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