REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA NACIONAL U.N.E.F.A NÚCLEO GUACARA – EDO. CARABOBO
Carrera: Ingeniería Electrónica. Asignatura: Sistemas Digitales I. Semestre: V. Periodo Académico: I/2013. Turno: Nocturno. Docente: Ing. Marian Rodríguez. GUÍA INSTRUCCIONAL III UNIDAD 5 Y 6: CIRCUITOS COMBINACIONALES A NIVEL SSI Y MSI. SISTEMAS SECUENCIALES. BREVE INTRODUCCIÓN A LOS NIVELES DE INTEGRACIÓN SSI y MSI son niveles de integración de compuertas lógicas. Los niveles de integración son: SSI: (Small-Scale Integration o integración a pequeña escala). Es el nivel de integración más básico y comprende todos aquellos circuitos integrados (desde ahora IC por sus siglas en inglés) que poseen hasta un máximo de diez (10) compuertas. En este nivel tenemos las compuertas lógicas como las NAND (por ejemplo, el IC 7400 tiene 4 compuertas NAND de dos entradas), las NOT (IC 7404 con 6 compuertas NOT), las AND (IC 7408 de 4x2), las OR (IC 7432 de 4x2), las XOR (IC 7486), memorias de 1 bit, flip-flops, el IC7480 que es un sumador completo de 1 bit, etc. Estas compuertas integran de 10 a 100 transistores. MSI: (Medium-Scale Integration o integración de mediana escala). Es el nivel de integración que le sigue al SSI. Comprenden IC de que tienen entre 10 y 100 compuertas (entre 100 y 1000 transistores). En este campo tenemos memorias de palabra (8 bits), multiplexores, decodificadores, sumadores completos -entre ellos el IC7482 que es de 2 bits y el 7483 que es de 4 bits-, registros, contadores, etc.). LSI: (Large-Scale Integration o integración de alta escala). Comprenden IC's de entre 100 y 1000 compuertas (o entre 1000 y 10000 transistores. Ejemplos aquí: memorias ROM y RAM, ALU's (Unidades Lógicas y Aritméticas), microprocesadores de 8 y 16 bits, PLD (Dispositivos Lógicos Programables), entre otros. A parte de éstos están los VLSI (Very Large-Scale Integration) que tienen entre 1000 y 10000 compuertas y ahora los ULSI (Ultra Large) que son usados en los procesadores más modernos como los de 32 bits.
Las sumas no implican mayor problema, ya que los sistemas electrónicos operan de la misma manera que un ser humano, por ejemplo para sumar los números (decimales) de un solo dígito, 8 y 4 se tendrá como resultado un 2 y como acarreo un 1, para formar el resultado cuyo valor es el 12. Para la operación de las restas, todos estamos acostumbrados desde los estudios primarios a utilizar el concepto de “préstamo”, el cual en los sistemas electrónicos es muy difícil llevarlo a cabo, por lo que la operación aritmética de la resta se implanta mediante un método algo más complicado para el razonamiento y consiste en realizar un complemento al sustraendo para posteriormente utilizar la operación de la suma como estamos habitualmente a realizarla, y de esta manera obtener el resultado de la resta. CI 7483 (que es un sumador a escala MSI debido al número de compuertas que éste usa). El CI7483 es algo como:
Sumador BCD:
Resultado de la suma en decimal.
Resultado de la suma en Binario
Resultado de la suma en BCD (binario corregido)
C4
S3
S2
S1
S0
Cn
R3
R2
R1
R0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
2
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
3
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
4
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
5
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
6
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
7
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
8
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
9
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
10
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
11
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
12
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
13
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
14
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
15
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
16
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
17
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
18
1
0
0
1
0
1
1
0
0
0
19
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
Sumador / Restador Binario:
Sumador BCD exceso de tres:
Comparador Binario de Magnitud Un comparador de magnitud es un circuito lógico, por lo general combinacional, que compara dos palabras binarias e informa, en líneas de salida independientes, cuándo la una es mayor, menor o igual que la otra. Un ejemplo clásico de este tipo de circuitos es el 74LS85. Este dispositivo compara dos códigos binarios de 4 bits A y B aplicados en paralelo a las entradas A3A2A1A0 y B3B2B1B0 respectivamente, e indica en tres líneas de salida activas en alto sus magnitudes relativas. Es decir, cuándo A es mayor, menor o igual a B. En la figura se muestra su configuración de pines, su diagrama funcional y su tabla de verdad. Específicamente, la salida A>B, pin 5, se activa cuando A es mayor que B, la salida A=B cuando A es igual a B y la salida A<B cuando A es menor que B. Las salidas no activas permanecen en bajo. Por ejemplo, si A= 11012 (1310) y B = 01012 (510), se activa la Salida A>B, indicando que 1310 es mayor que 510. Distribución de los pines:
Diagrama funcional:
Tabla de la verdad:
Haciendo uso de esas entradas de “comparación anteriores”, se puede diseñar un comparador de más bits, por ejemplo de 8.
Codificadores y Decodificadores Los codificadores son circuitos combinacionales formados por 2 a la n entradas y n salidas cuya función es tal que cuando una sola entrada adopta un determinado valor lógico (0 o 1 , según las propiedades del circuito) las salidas representan en binario el número de orden de la entrada que adopte el valor activo. Los decodificadores Son circuitos combinacionales de N entradas y un número de salidas menor o igual a 2n. Básicamente funciona de manera que al aparecer una combinación binaria en sus entradas, se activa una sola de sus salidas (no siempre). Los codificadores realizan la función inversa a los decodificadores. Un decodificador selecciona una de las salidas dependiendo de la combinación binaria presente a la entrada.
Multiplexores y Demultiplexores La función de multiplexar consiste en enviar por un solo canal de salida alguna de las informaciones presentes en varias líneas de entrada. Los circuitos que realizan esta función se llaman Multiplexores y están formados por N líneas de entrada de información, una salida y n entradas de control. La relación entre las entradas de información y las de control es la siguiente: N=2n. Un Multiplexor es un circuito combinacional al que entran varios canales de datos, y sólo uno de ellos, el que se selecciona, es el que aparece por la salida. Es decir, que es un circuito que nos permite SELECCIONAR que datos pasan a través de dicho componente. En un multiplexor hay varias entradas de datos, y sólo una de ellas se saca por el canal de salida. En los demultiplexores hay un único canal de entrada que se saca por una de las múltiples salidas y sólo por una. Multiplexor de 4 canales de entrada, de 1 bit:
Multiplexor de 8 entradas 74x151: Es un circuito de 8 líneas de entrada, tres de selección A, B y C, y una de inhibición, EN_L .Dispone también de dos salidas complementarias Y y Y_L. La entrada de inhibición EN_L a nivel alto fuerza las salidas Y y Y_L a nivel bajo y alto respectivamente, sea cual sea el valor de las entradas de inhibición y de selección.
Tabla de la verdad:
cable:
Uso de un multiplexor y demultiplexor para transmisi贸n de datos por un 煤nico
Convertidores: Binario-BCD, BCD-7 segmentos, etc
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS •
Floyd, T. (2000). Fundamentos de Sistemas Digitales. Editorial Prentice Hall. Séptima Edición.
•
González, J. (2008). Circuitos y sistemas digitales. Disponible http://www.scribd.com/doc/4389868/CIRCUITOS-Y-SISTEMAS-DIGITALES.
•
Mendoza, F. (2010). Circuitos digitales lógica digital. Disponible en: http://www.scribd.com/Circuitos-Y-Sistemas-Digitales-Electronica-Digital/d/28618007.
•
Remiro, F. Lógica Digital y Microprogramable. http://www.terra.es/personal3/rtamayo/Archivos/Tema4.PDF
•
Tersek, I. Circuitos aritméticos. http://irlenys.tripod.com/digitalesi/arit/suma.htm
•
Tocci, R. (1996). Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones. Editorial Prentice Hall. Sexta Edición.
Disponible
Disponible
en:
en:
en: