LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES

Práctica de Laboratorio Nº 3

Lógica combinacionalINFORME

Integrantes:

- Noa Argote, Maxs - Rivera Sedano, Jimi

Grupo: C15-3-B

Profesor:

Carlos Mendiola Mogollón

Fecha de realización: 27 de agosto

Fecha de entrega: 1 de setiembre

2014-II

FUNDAMENTO TEÓRICO

Sistema combinacionales

Se denomina sistema combinacional o lógica combinacional a todo sistema digital en el que sus salidas son función exclusiva del valor de sus entradas en un momento dado, sin que intervengan en ningún caso estados anteriores de las entradas o de las salidas. Las funciones (OR, AND, NAND, XOR) son booleanas (de Boole) donde cada función se puede representar en una tabla de la verdad. Por tanto, carecen de memoria y de retroalimentación.

En electrónica digital la lógica combinacional está formada por ecuaciones simples a partir de las operaciones básicas delálgebra de Boole. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos:

Lógicos

Generador/Detector de paridad

Multiplexor y Demultiplexor

Codificador y Decodificador

Conversor de código

conparador

Multiplexor

Los multiplexores son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida.

En el campo de la electrónica el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo.

Una señal que está multiplexada debe demultiplexarse en el otro extremo.

Conversor de código

Un conversor de código puede hacerse simplemente conectando un decodificador a un codificador. Por ejemplo, podemos imaginar un decodificador de binario natural BCD, es decir, un descodificador con 4 entradas y 16 salidas de las que utilizamos 10 (las correspondientes a las combinaciones binarias en BCD de los dígitos decimales desde el 0 hasta el 9. Estas 10 salidas las conectamos a las entradas de un codificador de código binario Gray, el cuál tendrá 4 salidas. Acabamos de hacer un conversor de código de BCD natural a binario Gray.

Circuito comparador

Un circuito comparador combinatorio compara dos entradas binarias (A y B de n bits) para indicar la relación de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de "tres banderas lógicas" que corresponden a las relaciones A igual B, A mayor que B y A menor que B. Cada una de estas banderas se activara solo cuando la relación a la que corresponde sea verdadera, es decir, su salida será 1 y las otras dos producirán una salida igual a cero.

MATERIALES

1. Tablero DET 2220

2. Juego de cables de interconexión con conectores de 2 mm

3. Software simulador MULTISIM

PROCEDIMIENTO

Experiencia 1: Comparador

a) Realizar el montaje y aplicar sucesivamente todas las combinaciones de valores 1 y 0 en las entradas, comparando el valor de salida para cada combinación de ellas y verificando que se comporta como comparador.

Esquema

Tabla de combinación

S1 S2 Salida0 0 10 1 01 0 01 1 1

Sí se comporta como comparador, ya que cuando las 2 entradas S1 y S2 están en alto o en bajo, el led se enciende; pero cuando las 2 entradas S1 y S2 son diferentes (alto y bajo) el led no se enciende.

Experiencia 2: Detector de igualdad

a) Realizar el montaje

b) Comprobar que cuando las entradas A-B, C-D, A´-B´, C´-D´ ; son iguales se presenta el nivel alto en la salida

La salida estaba en alto en las siguientes combinaciones en la entrada (son solo algunas)

A B C D A´ B´ C´ D´ Salida0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 1 0 0 0 0 11 1 0 0 0 0 0 0 11 1 1 1 0 0 0 0 11 1 0 0 1 1 0 0 10 0 0 0 0 0 1 1 10 0 1 1 1 1 1 1 11 1 1 1 1 1 0 0 11 1 0 0 0 0 1 1 11 1 1 1 1 1 1 1 1

Experiencia 3: Generador de paridada) Realizar el montaje y obtener la tabla de verdad del generador de paridad

Tabla de verdad:

A B C D Salida E0 0 0 0 00 0 0 1 10 0 1 0 10 0 1 1 00 1 0 0 10 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 11 0 0 1 01 0 1 0 01 0 1 1 11 1 0 0 01 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 0

b) Montar el circuito. En este montaje, la salida indicara un nivel alto si la paridad no es correcta. Comprobar su correcto funcionamiento.

c) Alterar los datos del mensaje (entradas A,B,C,D; del circuito anterior) y comprobar cómo el circuito nos avisa del errorCuando la entrada F está en bajo:

A B C D E F Salida S (led)

Deducimos

0 0 0 0 0 0 0 paridad0 0 0 1 1 0 1 error0 0 1 0 1 0 1 error0 0 1 1 0 0 0 paridad0 1 0 0 1 0 1 error0 1 0 1 0 0 0 paridad0 1 1 0 0 0 0 paridad0 1 1 1 1 0 1 error1 0 0 0 1 0 1 error1 0 0 1 0 0 0 paridad1 0 1 0 0 0 0 paridad1 0 1 1 1 0 1 error1 1 0 0 0 0 0 paridad1 1 0 1 1 0 1 error1 1 1 0 1 0 1 error1 1 1 1 0 0 0 paridad

Cuando la entrada F está en alto:

A B C D E F Salida S (led)

Deducimos

0 0 0 0 0 1 1 error0 0 0 1 1 1 0 paridad0 0 1 0 1 1 0 paridad0 0 1 1 0 1 1 error0 1 0 0 1 1 0 paridad0 1 0 1 0 1 1 error0 1 1 0 0 1 1 error0 1 1 1 1 1 0 paridad1 0 0 0 1 1 0 paridad1 0 0 1 0 1 1 error1 0 1 0 0 1 1 error1 0 1 1 1 1 0 paridad1 1 0 0 0 1 1 error1 1 0 1 1 1 0 paridad1 1 1 0 1 1 0 paridad1 1 1 1 0 1 1 error

Vemos que, cuando la entrada E y F son diferentes, el led se enciende; pero cuando la entra E y F son iguales el led se encuentra apagado.

1. ¿Para qué sirve el circuito propuesto en la práctica?Sirve para asegurarse que los datos en la salida sean los correctos y evitarse revisar todo el circuito.

Experiencia 4: Multiplexor

a) Realizar el montaje del multiplexor de 2 líneas a 1 línea. Poner un nivel alto en la entrada A y un nivel bajo en la entrada B. Comprobar que al poner a nivel alto o bajo en la entrada S, en la salida tendremos el nivel de la entrada A ó B.

Cuando la entrada S está en bajo se tiene la entrada A en funcionamiento.

b) Conectar una señal de clock de baja frecuencia en la entrada A. Conectar la entrada B a un nivel alto y salida a un indicador de estado. Poner a nivel bajo la entrada S y se verá que el indicador parpadea al ritmo de la señal de entrada A. Poner a nivel alto la entrada S y el indicador permanecerá encendido.

c) Realizar el montaje del multiplexor de 4 líneas a 1 línea. Repetir los pasos a y b. Téngase en cuenta que las entradas de datos se designan como C1, C2, C3, C4. Y las entradas A y B se encargan de seleccionar que dato sale por Z.

Tabla de cómo funciona el multiplexor

Seleccionador de datos Datos que salen por ZA B C1 C2 C3 C40 0 O X X X0 1 X O X X1 0 X X O X1 1 X X X O

Cuestionario:1. ¿Qué sucede si en las dos entradas A y B se aplican señales de clock de frecuencia

diferente y con la entrada S pasa de nivel bajo a alto y viceversa?

El led parpadea. Cuando la entrada S está en alto, el led parpadea más rápido debido a la mayor frecuencia que hay en la entrada B y cuando la entrada S está en bajo, el led parpadea con menor rapidez debido a la frecuencia menor en la entrada A. Se muestra el circuito:

2. ¿Qué utilidades se le puede dar a este circuito?Se puede usar en las comunicaciones de datos

Experiencia 4: Codificador de tecladoa) Montar el circuito

b) Obtener la tabla de verdad

1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C DX X X X X X X X 0 0 1 1 0X X X X X X X 0 1 0 1 1 1X X X X X X 0 1 1 1 0 0 0X X X X X 0 1 1 1 1 0 0 1X X X X 0 1 1 1 1 1 0 1 0X X X 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1X X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0X 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 01 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Observaciones

No se pudieron elaborar el circuito 3.16.1 y el circuito 3.38.1 ya que el tablero DET 2220 no tenía suficientes compuertas para montar el circuito.

Se elaboro el circuito con compuertas AND y OR para poder implementarlo como una compuerta EXOR.

Se puede colocar el circuito 3.15.3 (Generador de paridad) una entrada G para poder controlar si trabajara en estado activo ALTO o BAJO.

CONCLUSIONES

Se concluye que del circuito 3.38.3 (codificador de teclado) un codificador puede tener N salidas y 2N entradas

Se puede concluir que el circuito 3.16.3 (multiplexor) se comporta como un controlador de compuertas; es decir, si uno quiere que la entrada F1 sea la que ingrese debería de poner el selector AB en su código binario.

Del circuito 3.38.3 (decodificador de teclado) se puede deducir que al insertar un número binario en la entrada, la salida se mostrara en el DISPLEY como un número decimal.

APLICACIÓN DE LO APRENDIDO

Realice la tabla de verdad, obtenga la función simplificada e impleméntala en el programa multisim.

Simplifique el circuito diseñado y compruebe su funcionamiento. Adjunte pruebas del funcionamiento del circuito en el simulador.

Tabla de verdad:

X Y Z Salida0 0 0 00 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 0

La función del circuito simplificado por Karnaught es:

Salida F= B.C

BIBLIOGRAFÍA

Savant, C.J. (1992).Diseño electrónico: Circuitos y sistemas. Wilmington: Adison Wesley

Floyd, T. (2008). Dispositivos Electrónicos (8 Ed.). México D.F.: Pretince Hall Boylestad, R. (2003). Electrónica: teoría de circuitos y dispositivos electrónicos (8

Ed.). México D.F.: Pretince Hall