Contador binario SN74LS93N

Un contador asíncrono, a diferencia de uno síncrono, no tiene una señal de reloj común para todos sus flip-flops internos. En el SN74LS93N, la salida de un flip-flop (Q0) actúa como la señal de reloj para el siguiente. [56] Esto crea un pequeño retardo de propagación en cadena, o «rizado» (ripple), a medida que el conteo avanza. Si bien es muy simple de usar y no requiere lógica de control compleja, esta característica lo hace menos adecuado para aplicaciones de muy alta frecuencia donde el tiempo preciso de todas las salidas es crítico. Para la mayoría de los proyectos de experimentación y división de frecuencia, es perfectamente adecuado.

La estructura interna del 74LS93 está dividida en dos contadores independientes, lo que le da una gran flexibilidad:

• Sección 1 (Divide por 2): Es un solo flip-flop. Su entrada de reloj es el pin CP1 (que en realidad es la entrada A del datasheet, históricamente) y su salida es Q0.
• Sección 2 (Divide por 8): Son tres flip-flops en cascada. Su entrada de reloj es el pin CP0 (entrada B) y sus salidas son Q1, Q2 y Q3.

Para usarlo como un contador de 4 bits (divide por 16), debes conectar la salida de la primera sección a la entrada de la segunda, es decir, conectar el pin Q0 (pin 12) al pin CP0 (pin 1). Tu señal de reloj principal se aplicaría entonces al pin CP1 (pin 14). [59, 60]

No, esta es una característica clave del chip. Los pines R0(1) y R0(2) (pines 2 y 3) forman una compuerta NAND interna para la función de reinicio. El contador se resetea a cero (todas las salidas Q a BAJO) únicamente cuando AMBOS pines R0(1) y R0(2) están en un nivel lógico ALTO (5V). [57, 59] Para que el contador funcione y cuente normalmente, al menos uno de estos dos pines de reset debe estar conectado a tierra (GND). La práctica común es conectar ambos a tierra para asegurar que la función de reset no se active accidentalmente.

Sí, absolutamente. Puedes modificar su comportamiento para que se reinicie en cualquier número conectando las salidas adecuadas a los pines de reset. Para crear un contador de décadas (BCD, cuenta de 0 a 9):

1. Configúralo como un contador de 4 bits (Q0 conectado a CP0).
2. El número 10 en binario es 1010. Las salidas que estarían en ALTO son Q3 y Q1.
3. Conecta la salida Q3 (pin 11) a una de las entradas de reset (ej. R0(1)) y la salida Q1 (pin 9) a la otra entrada de reset (R0(2)).

Ahora, cuando el contador intente pasar de 9 (1001) a 10 (1010), los pines Q3 y Q1 se pondrán en ALTO simultáneamente, activando el reset y haciendo que el contador vuelva a 0 instantáneamente.

La familia TTL Low Power Schottky (LS) es bastante rápida. Según la hoja de datos, la frecuencia de reloj de entrada máxima típica para el SN74LS93N es de 32 MHz, con un mínimo garantizado de 20 MHz. [57] Esto lo hace adecuado para una amplia gama de aplicaciones de división de frecuencia y conteo de eventos que no requieran velocidades de cientos de MHz.

La compatibilidad es limitada y requiere cuidado:

• Alimentación: El 74LS93N requiere una alimentación estricta de 5V para funcionar correctamente. No operará con 3.3V.
• Salidas a Entradas de 3.3V: Conectar las salidas del 74LS93 (que son de 5V) a las entradas de un ESP32 (que no son tolerantes a 5V) dañará el ESP32. Debes usar un conversor de nivel lógico para bajar el voltaje de la señal de 5V a 3.3V.
• Entradas desde Salidas de 3.3V: Una señal de 3.3V de un ESP32 podría ser interpretada como un nivel ALTO por una entrada TTL, pero está en el límite. Para una operación fiable, se recomienda también usar un conversor de nivel lógico.