Contador de 4 Bits con Flip-Flop D
Construye un contador binario de 4 bits usando dos CIs 74LS74 con flip-flops D: observa cómo cuenta de 0 a 15 en binario usando LEDs.
Overview
Un contador binario es uno de los circuitos secuenciales más importantes. Al conectar flip-flops D en configuración de conmutación (cableando Q̄ de vuelta a D), cada flip-flop divide la frecuencia del reloj por 2. Cascadear cuatro de estos flip-flops crea un contador de propagación de 4 bits que cuenta de 0000 a 1111 (0 a 15) y vuelve a 0. Este proyecto usa dos CIs 74LS74 (cada uno contiene dos flip-flops D) para construir el contador completo con 4 salidas LED.
Components Needed
- 2x SN74LS74 IC (Dual D Flip-Flop)
- 1x Interruptor
- 4x LED
- variosx Cables
Instructions
Reúne Tus Componentes
Reúne dos CIs SN74LS74 de flip-flop D dual (dándote 4 flip-flops en total), un interruptor (para la entrada de reloj), cuatro LEDs (uno por bit), cables, protoboard y fuente de alimentación de 5V.
Identifica el CI SN74LS74
Cada 74LS74 contiene dos flip-flops D independientes. El Pin 14 es VCC, el Pin 7 es GND. Para el flip-flop 1: el Pin 2 es D, el Pin 3 es CLK, el Pin 5 es Q, el Pin 6 es Q̄. Los Pines 1 y 4 son Clear y Preset (conéctalos a VCC para deshabilitarlos). Para el flip-flop 2: el Pin 12 es D, el Pin 11 es CLK, el Pin 9 es Q, el Pin 8 es Q̄.
Cablea el Contador de 4 Bits
Coloca ambos CIs en el protoboard y conecta la alimentación. Para cada flip-flop, conecta Q̄ de vuelta a D (configuración de conmutación). Conecta el interruptor al reloj del primer flip-flop. Encadena la salida Q de cada flip-flop al reloj del siguiente. Conecta las cuatro salidas Q a LEDs. Conecta todos los pines Clear y Preset a VCC.
Conteo 0: 0000
Estado inicial después de encender (puede que necesites reiniciar manualmente). Los cuatro LEDs están APAGADOS, mostrando binario 0000 (decimal 0).
Conteo 1: 0001
Acciona el interruptor de reloj una vez. El primer flip-flop conmuta a 1. Los LEDs muestran 0001 (decimal 1).
Conteo 2: 0010
Otra conmutación del reloj. El bit 0 vuelve a 0, y la transición dispara el reloj del bit 1 que conmuta a ENCENDIDO. Los LEDs muestran 0010 (decimal 2).
Conteo 3: 0011
Reloj de nuevo. El bit 0 conmuta a 1. Los LEDs muestran 0011 (decimal 3).
Conteo 4: 0100
Reloj de nuevo. Los bits 0 y 1 vuelven a 0, y el acarreo se propaga para conmutar el bit 2 a ENCENDIDO. Los LEDs muestran 0100 (decimal 4).
Conteo 5: 0101
Los LEDs muestran 0101 (decimal 5).
Conteo 6: 0110
Los LEDs muestran 0110 (decimal 6).
Conteo 7: 0111
Los LEDs muestran 0111 (decimal 7). Los 3 bits inferiores están encendidos: el siguiente conteo llevará el acarreo al bit 3.
Conteo 8: 1000
Una gran transición. El acarreo se propaga a través de los cuatro bits. Los bits 0-2 van a 0, y el bit 3 conmuta a ENCENDIDO. Los LEDs muestran 1000 (decimal 8).
Conteo 9: 1001
Los LEDs muestran 1001 (decimal 9).
Conteo 10: 1010
Los LEDs muestran 1010 (decimal 10).
Conteo 11: 1011
Los LEDs muestran 1011 (decimal 11).
Conteo 12: 1100
Los LEDs muestran 1100 (decimal 12).
Conteo 13: 1101
Los LEDs muestran 1101 (decimal 13).
Conteo 14: 1110
Los LEDs muestran 1110 (decimal 14).
Conteo 15: 1111
Los cuatro LEDs ENCENDIDOS. Los LEDs muestran 1111 (decimal 15): el valor máximo para un contador de 4 bits. El siguiente pulso de reloj volverá a 0.
Desbordamiento: Vuelve a 0000
Un pulso de reloj más y el contador vuelve a 0000. Todos los LEDs se apagan. El contador ha completado un ciclo completo a través de los 16 estados (0-15) y está listo para contar de nuevo.
Challenges
- Añade un botón de reinicio conectándolo a todos los pines Clear
- Reemplaza el interruptor manual con un temporizador 555 para conteo automático
- Conecta una pantalla de 7 segmentos BCD para ver valores decimales
- Cascadea con dos flip-flops más para un contador de 8 bits (0-255)
- Construye un contador descendente usando las salidas Q̄ en vez de Q