Contador Binario Síncrono 4 Bits Totalmente Síncrono SN74LS163N DIP-16 TTL 74LS163

¿Qué es?

El SN74LS163N es un circuito integrado secuencial digital de alta velocidad de la familia TTL Low-power Schottky que opera como un contador binario de 4 bits completamente síncrono (módulo 16, conteo cíclico continuo de 0 a 15). A diferencia de contadores con reinicio asíncrono, en el 74LS163 todas las operaciones se ejecutan de forma estrictamente síncrona: el conteo, la carga paralela (/LOAD) y el borrado a cero (/CLR) se sincronizan únicamente con el flanco ascendente de la señal de reloj (CLK). Cuenta además con dos entradas de habilitación de conteo (ENP y ENT) y salida de acarreo terminal (RCO) para conexión en cascada a alta frecuencia sin compuertas adicionales.

Especificaciones técnicas:

• Fabricante: Texas Instruments

• Modelo / Referencia: SN74LS163N (74LS163 / 74LS163A)

• Familia lógica: TTL LS (Low-power Schottky)

• Función lógica: Contador binario de 4 bits totalmente síncrono (Synchronous 4-Bit Binary Counter)

• Capacidad de conteo: 0 a 15 (4 bits binarios completos: QA, QB, QC, QD)

• Tipo de disparo de reloj: Flanco de subida (Positive-Edge-Triggered)

• Tipo de reinicio: Síncrono (/CLR activo en nivel bajo; se ejecuta únicamente con el flanco de subida del reloj)

• Encapsulado: DIP-16 plástico (Through-Hole para protoboard / PCB)

• Voltaje de alimentación (VCC): 4.75 V a 5.25 V DC (nominal: 5.0 V)

• Pines de alimentación estándar: Pin 16 (VCC) y Pin 8 (GND)

• Frecuencia máxima de conteo (fmax): Típica de 32 MHz (mínimo 25 MHz)

• Voltaje de entrada nivel alto (VIH): Mínimo 2.0 V

• Voltaje de entrada nivel bajo (VIL): Máximo 0.8 V

• Voltaje de salida nivel alto (VOH): Mínimo 2.7 V (típico 3.4 V)

• Voltaje de salida nivel bajo (VOL): Máximo 0.5 V (típico 0.35 V)

• Corriente de salida a nivel bajo (IOL): 8 mA

• Entradas de control: Carga paralela síncrona (/LOAD), borrado síncrono (/CLR), habilitaciones de conteo (ENP y ENT)

• Salida de acarreo: Salida Ripple Carry Output (RCO) activa en alto

• Rango de temperatura de operación: 0°C a +70°C

¿Para qué sirve?

• Sistemas digitales sincrónicos puros donde se prohíbe el uso de señales de reset asíncronas para evitar violaciones de tiempo y metaestabilidad.

• Generadores de direcciones síncronas para memorias intermedias (buffers FIFO, memorias RAM/ROM).

• Divisores de frecuencia digitales de alta velocidad por 2, 4, 8 y 16.

• Generadores de secuencias de control y autómatas finitos (FSM) gobernados por reloj maestro.

• Prácticas y laboratorios de sistemas digitales avanzados y diseño secuencial síncrono.

¿Qué problema te soluciona?

• Inmunidad absoluta contra ruidos en la línea de Reset: Al exigir un pulso de reloj para resetear, si se induce ruido transitorio o rebotes de corta duración en el pin /CLR mientras el reloj está inactivo, el contador no pierde su cuenta.

• Sincronismo perfecto: Todas las transiciones de salida (cambio de cuenta, carga de dato o puesta a cero) ocurren rigurosamente en el mismo instante temporal con la señal de reloj, eliminando señales transitorias espurias (glitches).

• Precarga programable: Su entrada /LOAD permite cargar en paralelo cualquier número binario entre 0 y 15 directamente desde las entradas A, B, C y D en el flanco de subida de CLK.

• Cascada multietapa de alta velocidad: Conecta etapas sucesivas mediante su salida RCO y entradas ENP/ENT para formar contadores de 8, 12, 16 o más bits sin demoras acumuladas.

• Prototipado rápido: Su formato Through-Hole DIP-16 encaja con total firmeza en protoboards y zócalos estándar.

Preguntas frecuentes:

❓ ¿Cuáles son los pines de alimentación VCC y GND del 74LS163?

Utiliza la distribución estándar de 16 pines: Pin 16 = VCC (+5 V) y Pin 8 = GND (Tierra / 0 V).

❓ ¿Cuál es la gran diferencia entre el 74LS161 y el 74LS163?

Ambos tienen exactamente el mismo patillaje (pinout), función de conteo de 0 a 15 y entradas de control. La diferencia esencial es el Reset (/CLR):

• En el 74LS161, el reinicio es asíncrono: en cuanto pones el pin /CLR en nivel bajo (0 V), las salidas se van a cero de inmediato sin esperar al reloj.

• En el 74LS163, el reinicio es síncrono: al poner el pin /CLR en nivel bajo (0 V), las salidas no cambian a cero hasta que llega el flanco de subida del reloj (CLK).

❓ ¿En qué se diferencia el 74LS163 del 74LS162?

• El 74LS163 es un contador binario completo de 4 bits (cuenta de 0 a 15 / módulo 16).

• El 74LS162 es un contador BCD por décadas (cuenta de 0 a 9 / módulo 10), también con reinicio síncrono.

❓ ¿Cómo debe conectarse para el conteo normal de 0 a 15?

1. Aplica la señal de reloj al Pin 2 (CLK).

2. Conecta la entrada de borrado /CLR (Pin 1) a +5 V (nivel alto).

3. Conecta la entrada de carga paralela /LOAD (Pin 9) a +5 V (nivel alto).

4. Conecta las entradas de habilitación ENP (Pin 7) y ENT (Pin 10) a +5 V (nivel alto).

5. Las salidas binarias se leen en: Pin 14 (QA / LSB), Pin 13 (QB), Pin 12 (QC) y Pin 11 (QD / MSB).

❓ ¿Para qué sirve la salida RCO (Ripple Carry Output - Pin 15)?

Pasa a nivel alto (+5 V) durante el estado de cuenta máxima 15 (QD=1, QC=1, QB=1, QA=1) siempre que la entrada ENT esté activa. Se conecta directamente a la entrada ENT del siguiente contador en arreglos en cascada para habilitar el incremento en el siguiente pulso de reloj.

❓ ¿Cuál es la distribución completa de pines (pinout) del 74LS163?

• Pin 1: Entrada de borrado / reinicio síncrono (/CLR - activa en bajo)

• Pin 2: Entrada de reloj (CLK - flanco de subida)

• Pin 3: Entrada de dato paralelo A (D0 / LSB)

• Pin 4: Entrada de dato paralelo B (D1)

• Pin 5: Entrada de dato paralelo C (D2)

• Pin 6: Entrada de dato paralelo D (D3 / MSB)

• Pin 7: Entrada de habilitación de conteo (ENP)

• Pin 8: GND (Tierra)

• Pin 9: Entrada de carga paralela síncrona (/LOAD - activa en bajo)

• Pin 10: Entrada de habilitación de conteo y acarreo (ENT)

• Pin 11: Salida QD (bit 3 / MSB)

• Pin 12: Salida QC (bit 2)

• Pin 13: Salida QB (bit 1)

• Pin 14: Salida QA (bit 0 / LSB)

• Pin 15: Salida de acarreo terminal (RCO - activa en alto)

• Pin 16: VCC (+5 V)