IC 74190: Contador Ascendente y Descendente de 0 a 99 - Tutorial Completo con Proteus

IC 74190: Contador Ascendente y Descendente de 0 a 99 - Tutorial Completo

El IC 74190 es un contador ascendente y descendente versátil que permite crear contadores de 0 a 99 con facilidad. En este tutorial técnico, aprenderás el funcionamiento del 74190, cómo construir un circuito contador ascendente y descendente, y simular el proyecto completo en Proteus.

Los contadores ascendentes y descendentes son fundamentales en electrónica digital para aplicaciones de temporización, control de secuencias y displays digitales. El CI 74190 ofrece todas las funciones necesarias en un solo integrado.

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¿Qué es el IC 74190 y cómo funciona?

El 74190 es un contador BCD ascendente/descendente de 4 bits que puede configurarse para contar de 0 a 9. Para crear un contador de 0 a 99, necesitamos dos IC 74190 en cascada: uno para las unidades y otro para las decenas.

Características técnicas del IC 74190:

• Tipo: Contador BCD síncrono ascendente/descendente
• Rango: 0-9 (BCD)
• Alimentación: 5V TTL
• Pines: 16 (DIP)
• Entrada de reloj: Flanco de bajada
• Control de dirección: Pin U/D (Up/Down)

Funcionamiento del 74190:

1. Conteo ascendente: U/D = 0 (nivel bajo)
2. Conteo descendente: U/D = 1 (nivel alto)
3. Carga paralela: LOAD = 0 carga los datos D0-D3
4. Habilitación: CTEN y CPEN controlan el conteo

Lista de Componentes y Especificaciones Técnicas

Circuitos Integrados Principales:

• 2 x IC 74190: Contadores BCD ascendente/descendente (corazón del proyecto)
• 2 x IC 7447: Decodificadores BCD a 7 segmentos para visualización

Componentes de Visualización:

• 2 x Display 7 segmentos de ánodo común: Mostrar dígitos del contador (00-99)

Componentes Pasivos:

• 3 x Resistencias 10kΩ: Pull-up para botones y control de estados lógicos
• 4 x Resistencias 330Ω: Limitación de corriente para displays (protección)
• 1 x Resistencia 330kΩ: Para circuito de temporización
• 1 x Capacitor 0.1µF: Filtrado de ruido y estabilización
• 1 x Capacitor 2.2µF: Temporización del circuito de reloj

Componentes de Control:

• 3 x Push buttons/Switches: Control de funciones (pausa, carga, dirección)
• 1 x Temporizador 555: Generación de señal de reloj (opcional)

Teoría de Funcionamiento: Contadores Ascendentes y Descendentes

Los contadores ascendentes incrementan su valor con cada pulso de reloj (0→1→2→...→9), mientras que los contadores descendentes decrementan (9→8→7→...→0). El IC 74190 combina ambas funciones en un solo chip.

Principio de Cascada para Contador 0-99:

Para crear un contador de 0 a 99, conectamos dos 74190 en cascada:

1. IC1 (Unidades): Cuenta de 0 a 9
2. IC2 (Decenas): Cuenta cuando IC1 completa un ciclo
3. Conexión: TC (Terminal Count) de IC1 → Clock de IC2

Diagrama de Circuito y Conexiones Detalladas

Conexiones del IC 74190 (Unidades):

Conexiones del IC 7447 (Decodificador BCD):

El IC 7447 convierte las salidas BCD del 74190 en señales para el display de 7 segmentos:

• Entradas A,B,C,D: Conectar a QA,QB,QC,QD del 74190
• Salidas a-g: Conectar a segmentos del display vía resistencias 330Ω
• LT, RBI, BI: Control de blanking (opcional)

Paso a Paso: Cómo Hacer el Contador en Proteus

1. Configuración del Espacio de Trabajo:

1. Abrir Proteus ISIS
2. Crear nuevo proyecto: "Contador_74190_0-99"
3. Configurar hoja de tamaño A4

2. Colocación de Componentes:

IC LIBRARY → 74190 (colocar 2 unidades)
IC LIBRARY → 7447 (colocar 2 unidades)  
DISPLAY → 7SEG-COM-ANODE (colocar 2 unidades)
RESISTOR → 330R, 10K, 330K
CAPACITOR → 0.1uF, 2.2uF

3. Interconexión de Circuitos:

1. Conexión en cascada: TC(IC1) → CLK(IC2)
2. Decodificadores: Salidas BCD → Entradas 7447
3. Displays: Salidas 7447 → Segmentos (con resistencias)
4. Controles: Botones → Pines de control

Control y Funcionamiento de los Botones

Botón 1: Control de Pausa (CTEN)

Función: Habilita/deshabilita el conteo

• Presionado (0V): Contador activo
• No presionado (5V): Contador pausado

Conexión: Botón → Pin 4 (CTEN) via resistencia 10kΩ a VCC

Botón 2: Carga de Valor Predeterminado (LOAD)

Función: Carga un valor inicial en el contador (ejemplo: 35)

• Presionado: Carga datos D0-D3 en el contador
• Configuración para 35:
  • Unidades (5): D0=1, D1=0, D2=1, D3=0
  • Decenas (3): D0=1, D1=1, D2=0, D3=0

Botón 3: Dirección de Conteo (U/D)

Función: Controla la dirección del contador

• U/D = 0: Contador ascendente (0→1→2→...→99→0)
• U/D = 1: Contador descendente (99→98→97→...→0→99)

Generación de Señal de Reloj con Temporizador 555

Para el funcionamiento autónomo del contador 74190, necesitamos una señal de reloj estable. El circuito 555 en modo astable es ideal:

Configuración del 555:

• Frecuencia: 1-10 Hz (visible para observación)
• Resistencias: 330kΩ + 10kΩ
• Capacitor: 2.2µF
• Fórmula: f = 1.44/((R1+2×R2)×C)

Conexiones 555:
Pin 3 (Output) → Pin 14 (CLK) del 74190
Pin 4,8 → VCC (+5V)
Pin 1 → GND

Simulación y Pruebas en Proteus

Verificación de Funcionamiento:

1. Test contador ascendente:

   • U/D = 0, iniciar simulación
   • Verificar secuencia: 00→01→02→...→99→00

2. Test contador descendente:

   • U/D = 1, cargar valor 99
   • Verificar secuencia: 99→98→97→...→00→99

3. Test carga de valor:

   • Configurar entradas D0-D3 para valor deseado
   • Pulsar LOAD, verificar carga correcta

Solución de Problemas Comunes:

Aplicaciones Prácticas y Proyectos Relacionados

Aplicaciones del Contador 0-99:

• Marcadores deportivos digitales
• Temporizadores programables
• Contadores de producción industrial
• Sistemas de control de acceso
• Instrumentos de medición digital

Proyectos Relacionados:

• Contador binario ascendente con flip-flops
• Display multiplexado para múltiples dígitos
• Decodificador BCD avanzado
• Circuitos con 555 para temporización

Variantes y Mejoras del Circuito

Contador con IC 74192 (Alternativa):

El IC 74192 es otra opción para contadores ascendente-descendente 0-9 con entradas de reloj separadas para cada dirección.

Contador de 0 a 99 con Arduino:

Para proyectos más avanzados, considera un contador 0 a 99 Arduino con display LCD y control por botones.

Contador de 99 a 0 (Solo Descendente):

Configuración específica para contador descendente de 99 a 0:

1. Cargar valor inicial 99 (BCD: 1001 1001)
2. U/D = 1 (modo descendente)
3. Observar secuencia 99→98→...→01→00

Conceptos Avanzados: IC Contadores

Tipos de Contadores Digitales:

1. Contadores síncronos: Todos los flip-flops cambian simultáneamente
2. Contadores asíncronos: Cambio secuencial (ripple counter)
3. Contadores BCD: Cuentan en decimal (0-9)
4. Contadores binarios: Cuentan en base 2

Familia 74LS de Contadores:

• 74LS90: Contador década asíncrono
• 74LS190: Contador BCD síncrono U/D
• 74LS191: Contador binario 4-bit U/D
• 74LS192: Contador BCD U/D con clock dual

Conclusiones y Recomendaciones

El IC 74190 es una excelente opción para construir contadores ascendentes y descendentes confiables. Su diseño síncrono garantiza operación estable, y las funciones de control integradas simplifican el diseño del circuito.

Puntos Clave:

✅ Versatilidad: Conteo ascendente y descendente en un solo IC ✅ Facilidad de uso: Control simple con botones ✅ Cascada simple: Fácil expansión a más dígitos ✅ Compatibilidad TTL: Funciona con familia 74LS estándar

Para Proyectos Futuros:

• Experimenta con diferentes valores de carga
• Añade control de velocidad variable
• Implementa reset automático en valores específicos
• Combina con microcontroladores para control avanzado

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