Projetando um contador de 0 à 9.
Este projeto irá mostrar um circuito simples, um contador de década, trata-se de um circuito que efetiva a contagem em números binários de 0 a 9 ( 10 algarismos), segue a sequência do código BCD 8421 de 0000 a 1010. Esse contador mostra o tempo no formato digital, consta de um display de catodo comum, mostrador da numeração decimal. O circuito é baseado na lógica sequencial, ou seja a saída depende das varias entradas e/ou de seus estado anterior que permanece armazenado, sendo um sistema pulsado, denominado clock. O Projeto trata de um contador crescente, neste constará um CI 74192 que possuem flip-flops.
2. Objetivos Gerais
Tendo o curso de eletrônica digital poucas práticas, este trabalho tem como objetivo iniciar e aplicar as teorias aprendidas em sala de aula, na utilização de Circuitos Integrados, Flip-flops, contadores, registradores, decodificadores, portas lógicas, etc.
3. Desenvolvimento do Projeto.
Iremos mostrar neste trabalho um contador , este é composto basicamente de um contador, um decodificador e um display de 7 segmentos, ver fig.1, que mostra o esquema básico da configuração. Lembrando que não existe projeto 100% digital, e que o mesmo apresenta componentes analógicos.
Fig.1- Configuração Básica do contador 0 a 9.
Nesse projeto utilizaremos os contadores assíncronos também são chamados de contadores por pulsação. Um circuito típico de um contador assíncrono é mostrado na fig. 1.
Neste contador de pulso ele apresenta o sistema binário em sequência. O circuito básico apresenta um grupo de quatro flip-flop do tipo T ou JK com entradas iguais a 1 gerada a cada descida do clock.
Fig. 2: Contador assíncrono utilizando flip-flops J-K
3.1 Calculando o número de flip-flop.
Para o contador de 0 a 9 será necessário esses quatro FF pois:
Pelo modulo de contagem temo o numero necessário de FF.
M = 2 n => n = nº de flip-flop.
Assim; M = 2 x 4 = 8
Sabendo que 3 flip- flop não são suficiente para a contagem, utilizaremos então 4 (quatro) flip-flop, no qual encontramos no CI 74192, utilizado no projeto.
Fig. 3 - Estado D C B A Decimal.
3.2 - Limitando a contagem
Queremos contar até 9 (nove), construir o circuito utilizamos o contador de pulsos, interligado a entrada clear dos flip-flops. Para que o contador conte somente de 0 a 9 deve-se jogar um nível 0 na entrada clear, assim que surgir 10 (1010), ou seja, no décimo pulso.
Fig. -3 Contador de 0 a 9.
Neste foi utilizado como exemplo um contador até nove, mais pode ser aplicado da mesma forma para qualquer contador de 0 a n.
Fig. 4 – Clock de entrada.
O mesmo apresentou uma frequência de 20 Hz, sendo que na saída o mesmo apresentou 5Hz, pois;
F = 20 Hz/ 4 = 5 Hz.
3. 3 - Decodificadores/Driver BCD para 7 Segmentos
Como os displays usados são formados com LEDs, cada segmento do display necessita de uma corrente alta para acender. Circuitos TTL e CMOS não tem capacidade de fornecer corrente suficiente e por isso não são usados para acionar diretamente os displays. Os decodificadores/driver BCD para 7 segmentos podem acionar diretamente displays de LEDs.
Fig. 5: Decodificador BCD
Contadores BCD são bastante usados em circuitos onde pulsos devem ser contados e mostrados num display. Inicialmente todos os contadores estão em 0 e, no display, é mostrado 0. A cada borda de descida do sinal de clock, o contador de unidades é incrementado e o valor é mostrado no display. Quando o valor é 009 (1001), o próximo pulso fará com que o contador BCD de unidades vá a 0. O contador ira para 0 iniciando a contagem novamente. Neste projeto foi utilizado o decodificador do CI 4511, aplicado para decodificar o numero binário enviado pelo contador 74192.
3.4 Algumas informações do temporizador.
Fig. 6 - Circuito de um oscilador utilizando o temporizador 555
3.5 - Cálculo para achar o tempo para amostragem no display.
th=0,693(RA+RB) C
p/ C=47uF e RA=2K
th=0,693(2K+RB)47uF
0,5=0,693(2K+RB)47uF
RB=13,3K
th=0,693*13,3K*47u
th=433,19ms T=1s
Fig. 7. Projeto montado.
Fig. 8 – Circuito para o contador 0 a 9.
4 - Lista de Componentes:
1 capacitor 100u
1 display 7 seguimentos
decodificador 4511(IC)
74192(IC) contador
555 clock timer
1 potenciômetro
1 resistor de 50k
7 resistor de 220R
5. Considerações.
O projeto apresentado no circuito, trata-se então de um contador que utiliza vários componentes, analógicos e digitais, necessários ao funcionamento do display, onde queremos mostrar a contagem crescente. Para isso utilizamos um temporizador de operação astável, o CI 555 visto na fig. , utilizado para fixar um intervalo de temporização do sinal de saída. Utilizamos o contador que gerou a sequência binária necessária à contagem, através do CI 74192, que manda uma sequência de quatro bit ao decodificador que ira fornecer a sequência de acendimento dos Leds do Display de sete segmentos.
6 . Conclusão.
Este projeto serviu para a complementação dos conhecimentos de eletrônica digital, fixando o conhecimento e possibilitando praticar a montagem de circuitos envolvendo circuitos integrados, bem como componentes analógicos, assim podem concluir o curso com bom aproveitamento.
JLN, Augusto
JLN, Augusto
CONTADOR CRESCENTE: 0 à 9
