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miércoles, 20 de noviembre de 2013

ARQUITECTURA DEL PROCESADOR 8086


El 8086 es un microprocesador de 16 bits, consta de una unidad de ejecución (EU: Execution Unit) y una unidad interfaz del bus (BIU: Bus Interface Unit).

·         Unidad de Ejecución (EU). Es la encargada del proceso de las instrucciones del CPU. Está conformada por los registros generales, los registros índices y apuntadores, los flags, la unidad aritmética lógica, y la lógica de control que maneja todo el proceso para ejecutar las instrucciones
·         Unidad de Interfaz del Bus (BIU). Realiza la búsqueda de datos e  instrucciones. Asi como también se encarga del control de la interacción del CPU y los elementos externos. Está conformada una cola de 6 bytes para instrucciones, por los registros de segmento  y lógica para controlar los buses externos del microprocesador.



REGISTROS
El  8086 tienen 14 registros de 16 bits, de los cuales 4 son de propósito general que también pueden ser accedidos como ocho registros de 8 bits, 4 registros de segmentos, 2 de índices, 2 punteros de pila  y un registro de indicadores de estado (flags).
Registros de Propósito General
Estos son el AX, BX, CX, y DX, de 16 bits. Cada uno de ellos se pueden dividir en dos registros de 8 bits, llamados registros altos (Hight) AH , BH, CH, DH y DL, y en registros de nivel bajo (Low) AL, BL, CL, y DL .
  • Registro AX: Se denomina acumulador de 16 bits, es utilizado para operaciones que implican entrada/salida,  multiplicación y división (estas dos últimas en conjunto con el registro DX)
  • Registro BX: Es el registro base, también se emplea como acumulador, y es el único registro de propósito general que puede ser un índice para direccionamiento indexado
  • Registro CX: Es conocido como el registro contador, se usa para realizar operaciones de conteo, interacciones con las cadenas y rotaciones.
  • Registro DX: ES el registro de datos. En algunas operaciones se indica mediante este registro el número de puerto de entrada/salida, y en las operaciones de multiplicación y división de 16 bits se utiliza junto con el acumulador AX.
Registros Índice
Los registros SI y DI están disponibles para direccionamiento indexado y para operaciones de cadenas de caracteres.

  • SI: Registro de índice fuente (no se puede subdividir). Sirve como puntero fuente para las operaciones con cadenas. También sirve para realizar direccionamiento indirecto.  El SI está asociado con el segmento DS.
  • DI: Registro de índice de destino (no se puede subdividir). Sirve como puntero destino para las operaciones con cadenas. También sirve para realizar direccionamiento indirecto. El DI está asociado con el segmento ES.

Registros de Segmento
Estos definen áreas de 64 Kb dentro del espacio de direcciones de 1 Mb del 8086. Estas áreas pueden solaparse total o parcialmente. No es posible acceder a una posición de memoria no definida por algún segmento: si es preciso, habrá de moverse alguno.
  • Registro CS: El DOS almacena la dirección inicial del segmento de código de un programa en el registro CS. Esta dirección de segmento, más un valor de desplazamiento en el registro apuntador de instrucción (IP), indica la dirección de una instrucción que es buscada para su ejecución.
  • Registro DS: La dirección inicial de un segmento de datos de programa es almacenada en el registro DS. Esta dirección, más un valor de desplazamiento en una instrucción, genera una referencia a la localidad de un byte específico en el segmento de datos.
  • Registro SS: El registro SS permite la colocación en memoria de una pila, para almacenamiento temporal de direcciones y datos. El DOS almacena la dirección de inicio del segmento de pila de un programa en el registro SS. Esta dirección de segmento, más un valor de desplazamiento en el registro del apuntador de la pila (SP), indica la palabra actual en la pila que está siendo direccionada.
  • Registro ES: Para algunas operaciones con cadenas de caracteres se utiliza el registro extra de segmento para manejar el direccionamiento de memoria. El ES está asociado con el  DI. Un programa que requiere el uso del ES puede inicializarlo con una dirección de segmento apropiada.

Registros Apuntadores Los registros BP y SP están asociados con el registro SS y permiten al sistema acceder a datos en el segmento de la pila.
  • Registro BP: El apuntador base de 16 bits facilita la referencia de parámetros dentro de la pila.
  • Registro SP: El apuntador de pila de 16 bits está asociado con el segmento SS y proporciona un valor de desplazamiento que se refiere a la palabra actual que está siendo procesada en la pila. El sistema maneja de manera automática este registro, aunque el programa puede hacer ciertas manipulaciones con él.
Registros de Banderas
Es un registro de 16 bits, de los cuales nueve sirven para indicar el estado actual de la del procesador  y el resultado del procesamiento


  • Bit 0 -  CF (indicador de acarreo): Contiene el acarreo del bit de mayor orden después de una operación aritmética; también almacena el contenido del último bit en una operación de desplazamiento o de rotación.
  • Bit 2  - PF (indicador de paridad): Indica si el número de bits 1, del byte menos significativos de una operación, es par (0=número de bits 1 es impar; 1=número de bits 1 es par).
  • Bit 4  -   AF (indicador  auxiliar): Contiene el acarreo del bit 3. Esta bandera se prueba con las instrucciones DAA y DAS para ajustar el valor de AL después de una suma o resta BCD.
  • Bit 6  -  ZF (indicador de cero): Indica el resultado de una operación aritmética o de comparación (0=resultado diferente de cero; 1=resultado igual a cero).
  • Bit 7 - SF (indicador de signo): Contiene el signo resultante de una operación aritmética (0=positivo; 1=negativo).
  • Bit  5 - TF (indicador de trampa): Permite la operación del procesador en modo de depuración (paso a paso)
  • Bit 9 -  IF (indicador de interrupción): Controla el disparo de las interrupciones (1=habilita las interrupciones; 0=deshabilita las interrupciones). La interrupción no enmascarable es la única que no puede ser bloqueada por esta bandera. El estado de la bandera IF se controla con las instrucciones STI y CLI.
  • Bit 10 - DF (indicador de dirección): Controla la selección de incremento o decremento de los registros SI y DI en las operaciones con cadenas de caracteres.
  • Bit 11  -  OF (indicador de overflow, desbordamiento): Indica desbordamiento del bit de mayor orden después de una operación aritmética de números con signo (1=existe overflow; 0=no existe overflow).
Registró Puntero De Instrucciones (IP)
El registro IP, puntero de instrucciones, apunta  o señala la próxima instrucción a ejecutarse en el programa.










lunes, 18 de noviembre de 2013

Contador digital 7490

Ahora mostraremos las diferentes configuraciones deseables con el contador 7490 o contadores de diferentes módulos. debemos saber que el 7490 es un contador asíncrono y decimal pues puede contar de 0 a 9 los cuales pueden ser mostrados en un display haciendo uso de un decodificador de binario a decimal.



CONTADOR MODULO 2
Este contdor de modulo 2 solo cuenta de 0 a 1 y se reinicia, pues se ha conectado el 9 a los pines  2y3 de contador 7490 haciendo que al momento de querer cambiar al numero 2 este se resete, reiniciando el conteo.
Contador modulo 2


 CONTADOR DIGITAL MODULO 3.



Contador modulo 3


CONTADOR DIGITAL MODULO 4.
Contador modulo 4

CONTADOR DIGITAL MODULO 5.
Contador modulo 5

CONTADOR DIGITAL MODULO 6.
Contador modulo 6

CONTADOR DIGITAL MODULO 7.

CONTADOR DIGITAL MODULO 8.

CONTADOR DIGITAL MODULO 9

CONTADOR DIGITAL MODULO 10.


Materiales para el contador digital
  • contador 7490
  • decodificador 7447
  • un led
  • 2 resistencias de 510
  • generador de pulsos
  • fuente de alimentacion de 5 voltios

Reloj digital

El reloj digital esta realizado 

Materiales para el reloj digital

  • U1, U2, U3, U4, U5 y U6         contador 7490.
  • U7, U8, U9, U10, U11 y U12. decodificador 7447.
  • 2 compuertas lógicas 7408.
  • 6 resistencias de 510 Ω.
  • 6 display ánodo común.
  • generador de pulsos
  • fuente de 5 voltios


jueves, 12 de septiembre de 2013

CONTADOR BINARIO


Descripción del contador.
El contador binario, en si es un contador que muestra el resultado en numeración binaria o de base dos, donde a cada salida del contador se le denomina bit, este bit pude tomar solo dos valores “1 lógico” (valor de voltaje alto) o “0 lógico” (valor de voltaje aproximadamente cero),.

Además estos bits de salida del contador binario tienen un orden establecido donde tomando de derecha a izquierda el primero es el bit menos significativo y el ultimo es el bit más significativo. Además este contador ha sido implementado para poder poner sus salidas a cero cuando sea requerido como también la función de poder desconectar las salidas del, circuito integrado encargado de realizar el conteo, de los leds que nos muestran el valor de las salidas.



Funcionamiento: 
En este diseño se le ha encargado la función de conteo binario al circuito integrado, contador binario asíncrono 7493, el cual es de tecnología TTL por lo cual su voltaje de alimentación debe ser de 5 voltios, el contador 7493 cuenta con dos pines Master Reset (Clear) los cuales emplearemos para resetear nuestro contador 7493, estos dos pines serán conectados y de uno de estos puntos se pondrá un swicht para poder conectar los pines Master Reset (Clear) a tierra para poder realizar el conteo y si queremos resetear a cero el contador 7493 pondremos los pines a un voltaje alto.


Una observación que debe hacerse es que el contador 7493 está constituido internamente por cuatro  flip flops  de los cuales solo están conectados tres, por eso debemos realizar una conexión externa entre los pines 12 y 1 como se muestra en el diagrama. 


El contador contara los flancos de bajada de la señal de pulsos que pondremos a su entrada (pin 14). El circuito triestado 74244, incluido en el diagrama es un circuito que funciona como un swith que permite dejar pasar la señal de entrada ya sea valores “1 lógico” (valor de voltaje alto) o “0 lógico” (valor de voltaje aproximadamente cero), como también puede bloquear la señal de entrada y poner a las salida un estado de alta impedancia, no mostrando nada en los leds. Los leds incorporados en el circuito tienen la tarea de hacer visible el conteo realizado de forma binaria por nuestro contador, para el correcto funcionamiento de los leds se debe poner resistencias en serie a estos para poder limitar la cantidad de corriente que para evitar que se fundan los leds, se recomienda que el valor de las resistencias estén en un rango de 200Ω a 1000Ω y de ¼ de wat. 
A continuación mostraremos un contador sencillo que es un circuito clásico.



Ahora se muestra el circuito contador con el integrado triestado 74244 el cual, de ser requerido, nos ayudara a bloquear la salida del contador.



Materiales para el contador binario.




Nota:
Nótese que en el diagrama tanto el contador 7493 como el triestado 74244 no tienen las conexiones a tierra y a los 5 voltios para su funcionamiento. En el contador 7493 el pin 10 va a tierra y el pin 5 va a los 5 voltios. Para el triestado 74244 el pin 10 va a tierra y el pin 20 va a los 5 voltios.

miércoles, 4 de septiembre de 2013

CONTADOR DE 00 A 99


Este contador de 00 a 99 es de fácil diseño, cuenta con dos circuitos contadores integrados 7490. El contador  7490  es un contador BCD de flanco negativo, muestra en sus cuatro salidas los números en forma binaria, para lograr el conteo es necesario hacer la conexión entre la salida Q0 con la entrada CLK B, además de tener un pin de  reset que pone el contador a 00 cuando dicho pin es puesto a un nivel alto o “1 lógico” reiniciando la labor del contador, para poder observar los valores en el contador en numeración decimal, conectamos la salida del contador al decodificador 7447 el cual hace que podamos ver los valores del contador en los diplays, en el grafico se podrá notar que en las conexiones de salida del decodificador 7447  con el display no tenemos resistencias, como generalmente se hace, pero se ha colocado una resistencia de 500Ω (este valor puede variar entre 200 Ω  a 1000 Ω ) entre el display y el punto de 5 voltios, el cual limitara la corriente que pase por los leds internos.
Diagrama contador de 00 a 99
Contador con triestado


Aquí tenemos un circuito de un contador  alterno, el cual tiene un circuito triestado entre las salidas del contador BCD y el decodificador 7447. Los triestados pueden tener en sus salida un “0 lógico”, “1 lógico” y un estado de alta impedancia, funciona como un interruptor, para nuestro caso este interruptor se conectara cuando le pongamos un “0 lógico” y mostrara el valor de su entrada que puede ser “0 lógico” ó “1 lógico”, pero al ponerlo en “1 lógico ” el interruptor se abrirá y en su salida habrá una alta impedancia, por lo cual no se verá nada en los displays del contador.
Diagrama del contador 00 a 99 con triestado


Lista de componentes
  • 2 contador 7490
  • 2 decodificador 7447
  • 2 Triestado 74ls244
  • 2 diplay ánodo común
  • R1, R2 500Ω
  • Un interruptor doble
  • Un generador de ondas

NOTA
Debe tener en cuenta que las conexiones de alimentación y tierra no están en el grafico del contador, no olvide realizarlos.
Para ver como construir un generador de pulso click 



jueves, 30 de mayo de 2013

TERMOMETRO DIGITAL BINARIO

Comenzaremos con el diseño de un termómetro que muestra el valor de la temperatura en valores binarios basado en un sensor de temperatura, el LM35 que muestra el valor de la temperatura en proporción de un grado centígrado por 10mv a su salida y  el convertidor analógico a digital ADC0804 que será configurado para que nos muestre una variación de temperatura de 0 ºC hasta 127ºC.
Circuito del termómetro


LM35
Sensor de temperatura de precisión  en grados centígrados
El circuito  integrado LM35 es un sensor de temperatura de precisión, cuya tensión de salida es linealmente proporcional a la temperatura en grados Celsius (centígrados). El LM35 tiene por lo tanto una ventaja sobre los sensores de temperatura lineales calibrados  en grados  Kelvin, ya que el usuario no está obligado a restar un voltaje constante a su salida a obtener el resultado en centígrados. El LM35 no requiere ninguna calibración o recorte para proporcionar precisiones típicas de ± 1/4 ° C a temperatura ambiente y ± 3/4 ° C durante un total -55 a 150 ° C rango de temperatura.  El LM35 tiene una baja impedancia en la salida, salida lineal y calibración inherente preciso para realizar una  interfaz de lectura o de circuitos de control de manera fácil.  Puede ser utilizado con fuentes de alimentación individuales, o con más y suministros de menos. Como sólo hace uso de  60 μA, tiene muy bajo calentamiento espontáneo, menos de 0,1 ° C en el aire inmóvil. El LM35 es esta diseñado ​​para  medir un  rango de temperatura de -55 ° a +150 ° C.
 Usted podrá encontrar diferentes tipos de empaquetado disponibles  de LM35, para este circuitharé uso del LM35D que está disponible en un paquete de transistor TO-92 de plástico.


Vista desde bajo

Características principales
  • Esta calibrado en grados  Celsius (centígrados)
  • Escala lineal  de + 10,0 mV / ° C
  • Posee una exactitud de 0,5 ° C (a 25 ° C)
  • Muestra temperaturas de un rango de -55 ° a +150 ° C
  • Opera de 4 a 30 voltios
  • Consumo de corriente menor a 60 μA
  • Bajo calentamiento espontáneo, 0.08 ° C en aire
  • Salida de baja impedancia, 0.1 W para la carga 1 mA


ADC0804
Con este convertidor analógico a digital podremos cuantificar el valor de la temperatura con una salida de 8 bits, que nos da un rango de variación de 0 a 127 grados centígrados. Conectamos el pin 2 del LM35 Al pin 6 del ADC0804 (Entrada no inversora analógica Vin (+)). 

Para que nuestro termómetro mida de 0 a 1207 grados centígrados tenemos que poner en el pin 9 (Pin de entrada, define la tensión de referencia para la entrada analógica Vref / 2) a un voltaje de 0.64 voltios, lo cual lograremos variando el potenciómetro de manera que por cada incremento de un grado centígrado se incrementara en 10mv la salida del LM35 lo cual hará que la salida del ADC0804 se incremente en un bit valido en nuestro circuito (nótese que para este caso el pin 18 que es el menos significativo no se toma en cuenta). Para este circuito haremos uso del reloj interno del ADC0805 haciendo una configuración como se muestra en la figura siguiente.
Diagrama del sensor de temperatura binario

Lista de componentes
  • R1   10KΩ
  • R2   330Ω
  • R3   330Ω
  • R4   330Ω
  • R5   330Ω
  • R6   330Ω
  • R7   330Ω
  • R8   330Ω
  • R9   10KΩ
  • R10  100Ω
  • RV1   5KΩ
  • C1     100nf
  • C2     150nf
  • C3     1uf
  • LM35 sensor de temperatura
  • ADC0804 convertidor analógico a digital
  • 7 diodos led
  • Fuente de alimentación de 5 voltios




viernes, 24 de mayo de 2013

ADC0804 CONVERSOR ANALOGO DIGITAL

Descripción de los ADC
Los ADC son convertidores analógicos a digitales tienen una gran variedad de aplicaciones, como un dispositivo intermedio que convierte  las señales de forma analógica a digital. Estas señales al ser digitalizadas  se utilizan para el procesamiento de los procesadores digitales. Por ejemplo nosotros encontramos una gran diversidad de sensores que convierten las características físicas del medio en señales analógicas sensores tales como latidos del corazón, la temperatura, presión, fuerza, distancia, etc.

El ADC0804
El ADC0804 es un convertidor  de señal analógica a digital de 8 bits. Este ADC0804 cuenta con un solo canal de entrada analógica  con una salida digital de ocho bits que puede mostra  256 valores de medidas diferentes. El tamaño de paso se ajusta mediante el establecimiento de la tensión de referencia en pin9 la entrada de referencia de voltaje puede ser ajustado para permitir que codificar cualquiera rango de tensión analógica más pequeña para la totalidad de 8 bits de resolución. Cuando en el adc0804 no se conecta el pin tensión de referencia, la tensión de referencia por defecto es la tensión de funcionamiento, es decir, Vcc. El tamaño del paso a 5V es 19.53mV (5V/255), es decir, por cada aumento de 19.53mV en la entrada analógica, la salida varía por 1 unidad. Para establecer un nivel de tensión determinado como valor de referencia, esta clavija está conectada a la mitad de la tensión. Por ejemplo, para establecer una referencia de 2V (Vref), pin9 está conectado a 1V (Vref / 2), reduciendo de este modo el tamaño del paso a 7.84mV (2V/255).


ADC0804 también necesita un reloj para operar. El tiempo de conversión del valor analógico a un  valor digital depende de la fuente de reloj. Podemos conectar un reloj externo en el pin 4 o podemos hacer uso de su reloj incorporado, colocando  de un circuito RC.



  • Pin1 Activa ADC; activo bajo
  • Pin2 Pin de entrada; De mayor a menor pulso trae los datos de los registros internos de los pines de salida después de la conversión
  • Pin3 Pin de entrada; menor a mayor impulso se dio para iniciar la conversión
  • Pin4 Pin de entrada del reloj, para darle reloj externo
  • Pin5 Pin de salida, pasa a nivel bajo cuando la conversión se ha completado
  • Pin6 Entrada no inversora analógica Vin (+)
  • Pin7 Entrada de inversión analógica, normalmente tierra Vin (-)
  • Pin8 Tierra (0 V)
  • Pin9 Pin de entrada, define la tensión de referencia para la entrada analógica Vref / 2
  • Pin10 Tierra (0 V)
  • Pin11 bit salida digital D7
  • Pin12 bit salida digital D6
  • Pin13 bit salida digital D5
  • Pin14 bit salida digital D4
  • Pin15 bit salida digital D3
  • Pin16  bit salida digital D2
  • Pin17 bit salida digital D1
  • Pin18 bit salida digital D0
  • Pin19 Utilizado con el reloj en pin cuando se utiliza fuente de reloj interno
  • Pin20 Tensión de alimentación (5V)

RELOJ
El reloj para el A/D se puede derivar de una fuente externa como el reloj de la CPU o una red RC externa pueden ser añadirse para proporcionar el reloj interno. El CLK IN (pin 4) hace el uso de un disparador de Schmitt, como se muestra en la Figura . Debe evitarse una alta carga capacitiva  o alta carga  DC del R pin CLK ya que esto perturba el funcionamiento normal del convertidor.
Uso del reloj interno

 Reiniciar Durante una conversión
Si se reinicia el convertidor A/D (CS y WR ir bajo y vuelven alto) durante una conversión, el convertidor se pone a cero y un nuevo se inicia la conversión. El pestillo de datos de salida no se actualiza si la conversión en curso no se completa. Los datos de los la conversión anterior permanezca en este pestillo.
Carrera libre
En esta aplicación, la entrada CS está conectada a tierra y el WR de entrada está ligado a la salida INTR. Este WR y el nodo INTR deben ser momentáneamente obligados a la lógica de baja tras un arranque ciclo para asegurar el funcionamiento del circuito.
Carrera libre