CONVERTIDOR BCD A EXCESO A 3

INTRODUCCIÓN

Con el fin de poner en practica los conceptos de la maquina de estados por Mealy  y la reducción de estados, se propuso desarrollar un circuito/programa que funcione como convertidor de BCD (serial) a exceso a 3 (serial), teniendo en cuenta una serie de parámetros que se especificaran mas adelante.

OBJETIVOS

Realizar el diseño y su respectivo montaje de un circuito que permita obtener un convertidor de sistema BCD (serial) a Exceso a 3 (serial), con una única entrada y una única salida .

CONDICIONES

• El circuito debe tener una única entrada que estará dada por el pulsador de la placa Psoc.
• La salida se evidenciara en diodo LED.

MATERIALES

1. Protoboard
2. Resistencias
3. Cable
4. PSoC 
5. PSoC Creator
6. diodos LED  
7. Algunos componentes adicionales integrados en el software PsoC creator, que serán nombrados a lo largo del desarrollo de la practica.

DESARROLLO 

HARDWARE 

 El  montaje/circuito en cuanto a cableado se refiere, quedo de la siguiente manera:

(Circuito final cableado.)

DISEÑO

Inicialmente se establece la siguiente tabla:

(Tabla de diseño.)

La tabla mostrada anteriormente tiene como único fin el orientar a que punto se quiere llegar teniendo en cuenta las entradas y las salidas, por ejemplo, si se ingresa el numero 0 , a la salida debe haber el numero 3, si se ingresa el numero 7 a la salida de debe visualizar el numero 10 y así sucesivamente.

Una vez se tiene claro el objetivo, se procede a realizar el diagrama de estados teniendo en cuenta el estado, entrada y salida (Mealy) :

 (Maquina de estados Mealy sin reducción .)

Como ya se había dicho antes, se debe implementar la reducción de estados pues si se trabaja sobre el esquema anterior, este puede resultar engorroso.De manera que una vez se ha realizado este proceso se obtiene el siguiente diagrama:

(Maquina de estados Mealy reducido .)

Como se puede observar el diagrama reducido, con su respectiva tabla, resulta mas fácil y sencillo para trabajar, pasando de tener 15 estados a finalmente solo tener 7 estados.

Se procede a diseñar la tabla de la cual se obtendrá, los mapas K y posteriormente las ecuaciones con que se diseñara el ejercicio.

(Tabla final .)

La tabla de estados se compone de las variables Q2,Q1,Q0 que pertenecen al estado actual. Q2*,Q1*,Q0* representan el estado siguiente. S sera la salida que ira conectada al diodo LED y por ultimo E sera la entrada que estará dada por un dip switch, junto con el pulsador de la Psoc que actuara como "validador" y a su vez como el pulso de reloj de todo el componente.

Una vez se han hecho los respectivos mapas K , se obtienen las siguientes ecuaciones:

Como paso final, se hará el montaje de estas ecuaciones en el Psoc Creator como se muestra en el apartado esquemático.

ESQUEMÁTICO

Una vez mostrado la parte física, se procede a mostrar y detallar los componentes utilizados en el software PsoC creator. A continuación se expone el circuito final el cual se desglosara por partes y componentes para comprender su total funcionamiento.

(Pagina  del circuito final PsoC creator)

Para iniciar, se realizo el montaje de las entradas con ayuda de las ecuaciones resultantes y evidentemente de los Flip-Flop JK (Componente de Psoc creator usado anteriormente). 

Para tener en cuenta: El pulsador de la Psoc, esta programado como un "enter" o "validador" que sera quien controle los pulsos que activaran los Flip-Flop.

( Circuito entradas PsoC creator)

Una vez obtenido esto, se procede a realizar el montaje de la salida "S", a la cual se le implemento un registro de desplazamiento básico con la única finalidad de visualizar en 4 LED el numero obtenido por el exceso a 3.

(Circuito salida PsoC creator)

PRUEBAS

A continuación se muestra el montaje final y su correcto funcionamiento.

Explicación: 
Mediante un dip switch se escoge el bit que se quiere ingresar (1 o 0 ).Una vez se define el ingreso, se presiona el pulsador de la psoc que funciona como "enter". Una vez  se ha ingresado el  numero deseado, a la salida se muestra en los 4 LED el numero  convertido a exceso a 3.

IMPORTANTE: Si se quiere, iniciar nuevamente el programa, es necesario pulsar el botón de reset de la Psoc.

En el video se hizo la demostración del funcionamiento con los numeros 0 y 9 los cuales a la salida mostraron el 3 y el 12 respectivamente. Lo cual demuestra el buen funcionamiento del montaje.