Circuitos Codificadores, Decodificadores, Multiplexores y

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Circuitos Codificadores,Decodificadores, Multiplexoresy demultiplexores.

Ing. Raul Alberto Rojas Reátegui

CODIFICADORES

DEFINICIÓN: Circuito combinatorio que cuenta

con un número determinado de entradas (M) y de

salidas (N). Cuya función principal es convertir

información no binaria de las líneas de entrada, en

código binario en la salida

Entradas Salidas

M bits N bits

Entradas Salidas..

M..

.

.N..

TIPOS DE CODIFICADORES:

• Con Prioridad: Versión mejorada del codificador, que asegura que

si se activan dos o mas líneas de entrada, en la salida se activara la

que corresponda a la entrada de mas alto rango.

• Sin Prioridad: Si se activa en la entrada una línea, en la salida se

mostrara un 1 o 0 lógicos según el diseño, correspondiente a la

línea de entrada.

Codificador Decimal-BCD

Digito A3 A2 A1 A0

0 0 0 0 0

1 0 0 0 1

2 0 0 1 0

3 0 0 1 1

4 0 1 0 0

5 0 1 0 1

6 0 1 1 0

7 0 1 1 1

8 1 0 0 0

9 1 0 0 1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Decimal-BCD

A0

A1

A2

A3

A0 (LSB)

A1

A2

A3 (MSB)

1

23

4567

8

9

Conversor Octal-Binario

Digito A2 A1 A0

0 0 0 0

1 0 0 1

2 0 1 0

3 0 1 1

4 1 0 0

5 1 0 1

6 1 1 0

7 1 1 1

0

1

2

3

4

5

6

7

Octal-BCD

A0

A1

A2

Conversor MSI 74x148

0 1 2 3 4 5 6 7 EI

74F148

EO 1 2 4 GS

Conversor de 16 a 4 líneas

0 1 2 3 4 5 6 7 EI

74F148

EO 1 2 4 GS

0 1 2 3 4 5 6 7 EI

74F148

EO 1 2 4 GS

A0 A1 A2 A3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

1 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 1 0 0 1 1 1

1 0 1 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

1 1 1 1 0 0 1

1 1 0 1

DEFINICIÓN: Un decodificador es un circuito combinacional que

convierte la información binaria de n líneas de entradas a un máximo de

2n líneas únicas de salida. Dicho de otra manera, un decodificador realiza

la función opuesta a la de codificar.

DECODIFICADORES

• TABLA DE LA VERDAD QUE DEFINE ESTE DECODIFICADOR ES:

• FUNCIÓN DEL DECODIFICADOR:

• De esta tabla podemos concluir que:

• EL CIRCUITO IMPLEMENTADO CON PUERTAS LÓGICAS:

• Para la salida O0, será 1 cuando los bits de entrada Eo y E1 son 0. Luego, la expresión booleana que le corresponde es:

• El mismo razonamiento se repite para el resto de salidas, por lo que el circuito del decodificador queda implementado con compuertas NOT y NAND

Decodificadores

E a1 a0Q0 Q1 Q2 Q3

1 - - 0 0 0 0

0 0 0 1 0 0 0

0 0 1 0 1 0 0

0 1 0 0 0 1 0

0 1 1 0 0 0 1

a0 a1 E

Q0

Q1

Q2

Q3

Decodificador MSI 74154

Decodificador 74154

Lógica modular con decodificadores

• Problema:

• Implementar, con dos decodificadores 74154 un decodificador de 5 a 32 bits

A0

A1

A2

A3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Q13

Q14

Q15

E1

E0

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

74154

A0

A1

A2

A3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Q13

Q14

Q15

E1

E0

74154

A0

A1

A2

A3

A4 A4

Decodificador BCD-7 Segmentos

a

b

c

d

e

fg

a0

a1

a2

a3

BCD-7 Segmentos

a

b

c

d

e

f

g

Decodificador BCD-7 Segmentos

a

b

c

d

e

fg

a3 a2 a1 a0 a b c d e f g

0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 0 1 0 1 1 0 0 0 0

0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 1

0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0

1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 1 1 1 1 1 0 1 1

Conversor de MSI 74x48

EI 0 1 2 3 4 5 6 7 EO GS 4 2 1

1 - - - - - - - - 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 1

0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1

0 - 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0

0 - - 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1

0 - - - 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0

0 - - - - 0 1 1 1 1 0 0 1 1

0 - - - - - 0 1 1 1 0 0 1 0

0 - - - - - - 0 1 1 0 0 0 1

0 - - - - - - - 0 1 0 0 0 0

Multiplexor

• Multiplexor = circuito con “N” entradas, 1 salida y “n” patillas de selección, tal que 2n=N.

• Con la combinación binaria introducida en las patillas de selección (n), elegimos la entrada N que aparecerá en la salida.

Multiplexor de 4 canales

Los multiplexores suelen llevar una señal de habilitación (Strobe) que

controla su funcionamiento (si está inactiva, el multiplexor no deja pasar

ninguna información).

• Multiplexor de 8 canales

Síntesis de funciones con multiplexores

Síntesis con multiplexores• El número de variables que podemos controlar con un multiplexor es el número de

entradas de control + 1

• Si el número de variables es superior al del numero de entradas de control + 1 del multiplexor que disponemos tendremos que hacer un diseño en árbol

• Ejemplo: Una función de 5 variables necesita un multiplexor de 4 de control (4 + 1) ( 24 = 16 entradas).

• Si solo disponemos de multiplexores de 4 entradas ( 2 de control + 1 = solo tres variables), tendremos que hacer un diseño en árbol.

• 1.Dos de las variables de la función se introducen por las entradas de las variables de control del multiplexor.

• 2.Los canales de entrada de datos se utilizan para introducir la tercera variable.

• Primer nivel tres variables, y las dos restantes en el segundo nivel

• Para ello sacamos factor común de las dos variables del vamos a emplear en el segundo nivel

Demultiplexos• Circuito con “1” entradas,

N salida y “n” patillas de selección, tal que 2n=N.

• Con la combinación binaria introducida en las patillas de selección (n), elegimos la salida N en la que aparecerá la entrada.

• Ejemplo: SN74ALS156 con dos demultiplexores de 1 a 4 con direccionamiento común, entradas de habilitación individual y salidas activas por nivel bajo.

Demultiplexores y decodificadores

Multiplexores • 2N canales de entrada, un canal de salida, N bits de control

0

1

2

.

.

.

.

.

2N

1 2 3 . . . . N

MUX

Salida

Multiplexor de 4 entradas de 1 bit S0 S1

I0

I1

I2

I3

Salida

Multiplexor 74157 74158

Implementación de funciones

• Salida=Si ( Ii mi EN )

• Por tanto se puede implementar cualquier función lógica F=Si

(fi mi)

Entrada ‘i’Mintérmino de control

Ejemplo de implementación

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

MUX

Salida

0

1

0

0

0

1

1

1

a b c

f(a,b,c)= ab+ac+bc

A B C F

0 0 0 0

0 0 1 1

0 1 0 0

0 1 1 0

1 0 0 0

1 0 1 1

1 1 0 1

1 1 1 1

Implementación funciones de 4 variables

A B C D F

0 0 0 0 0

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 0 1

0 1 0 1 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1 1

1 0 0 0 0

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 0 1 1 0

1 1 0 0 0

1 1 0 1 0

1 1 1 0 1

1 1 1 1 0

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

MUX

Salida F

A B C D F F

0 0 0 0 00

0 0 0 1 0

0 0 1 0 00

0 0 1 1 0

0 1 0 0 11

0 1 0 1 1

0 1 1 0 11

0 1 1 1 1

1 0 0 0 00

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1D

1 0 1 1 0

1 1 0 0 00

1 1 0 1 0

1 1 1 0 1D

1 1 1 1 0

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

MUX

Salida

0

0

1

1

0

D

1

D

A B C

F

EjercicioA B C D F

0 0 0 0 0

0 0 0 1 0

0 0 1 0 0

0 0 1 1 0

0 1 0 0 1

0 1 0 1 1

0 1 1 0 1

0 1 1 1 1

1 0 0 0 0

1 0 0 1 0

1 0 1 0 1

1 0 1 1 0

1 1 0 0 0

1 1 0 1 0

1 1 1 0 1

1 1 1 1 0

Implementar la función F a partir de un multiplexor de 4 bits y de la lógica necesaria

Demultiplexores • Un canal de entrada, 2N canales de salida, N bits de control

0

1

2

.

.

.

.

.

2N

1 2 3 . . . . N

DEMUX

Entrada

Demultiplexor de 1 línea a 4 líneas

S0 S1

I0D0

D1

D2

D3

Idéntico que el decodificador de 2 a 4

Demultiplexor utilizando el 74154

A0

A1

A2

A3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Q13

Q14

Q15

E1

E0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

74154

S0

S1

S2

S3

Entrada

0

Demultiplexor utilizando el 74154

A0

A1

A2

A3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Q13

Q14

Q15

E1

E0

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D15

74154S0

S1

S2

S3

Entrada

S4

A0

A1

A2

A3

Q0

Q1

Q2

Q3

Q4

Q5

Q6

Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Q13

Q14

Q15

E1

E0

D16

D17

D18

D19

D20

D21

D22

D23

D24

D25

D26

D27

D28

D29

D30

D31

74154S0

S1

S2

S3

Entrada

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

MUX

Salida

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

Transmisión datos

D7

S2..00 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7

SalidaD0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7

74280A

B

C

D S Par

E S Impar

F

G

H

I

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

MUX

Salida

S0S1S2

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

00

Bit de paridadpar

Transmisión datos

0

1

2

3

4

5

6

7

S2 S1 S0

DEMUX

Entrada

REGISTRO 74280

S Impar

Co

mp

rob

ad

or

pari

dad

Par

0

Error

1 si Impar

111

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