ELECTRÓNICA

Unidad 2:

Circuitos combinacionales

Primera Parte

Unidad 2: Circuitos combinacionales1. Introducción a los circuitos combinacionales.2. Codificadores y decodificadores.

2.1. Codificadores2.2. Decodificadores

3. Multiplexores y demultiplexores.3.1. Multiplexores3.2. Demultiplexores

4. Comparadores5. Generadores y detectores de paridad6. Circuitos aritméticos.

Libro recomendado para la asignatura:

“Electrónica”. Autores: A. Carretero, F.J. Ferrero, J.A Sánchez-Infantes,P. Sánchez-Infantes, F.J. Valero Editorial Editex.ISBN: 978-84-9771-537-9. http://www.editex.es 2

1. Introducción a los circuitos combinacionales

Un sistema combinacional es aquél en el que sus salidasúnicamente dependen del valor de sus entradas, por loque las salidas mantendrán el mismo valor mientras lasentradas no cambien.

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1. Introducción a los circuitos combinacionales

En el tema anterior usábamos puertas lógicas (escalaSSI), en este tema usamos circuitos integrados MSI.

Además de las entradas y salidas que hemos visto hastaahora, estos circuitos pueden tener entradas ENABLE (dehabilitación) que permitirán que el circuito funcione solocuando la entrada esté activada.

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Activación de las entradas y salidas.

En los circuitos combinacionales tendremos dos formasdistintas de habilitar las entradas y salidas:

-Activación a nivel bajo: Una entrada se activa a nivelbajo cuando un 0 hará que el circuito la reconozca comoactiva. Una salida se activa a nivel bajo cuando lo quenos entrega a la salida es un 0 al activarse.

-Activación a nivel alto: Una entrada se activa a nivelalto cuando es necesario un 1 para que el circuito ladetecte como activa. Una salida se activa a nivel altocuando al activarse nos da un 1 a la salida.

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Activación de las entradas y salidas.

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Ejercicio propuesto nº 1

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Dibuja el símbolo de un circuito combinacional con 8 entradas y 4 salidas,

sabiendo que:

- Son activas a nivel alto las salidas: 1 y 3

- Son activas a nivel alto las entradas: 1,2,3 y 8.

- Son activas a nivel bajo el resto de entradas y salidas.

2. Codificadores y decodificadores2.1. Codificadores

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Un codificador es un circuito combinacional que tiene n entradas y m

salidas y cuya función es presentar a la salida el código binario

(dependiendo de la codificación que estemos usando) de la entrada.

Por ejemplo, veremos el codificador de decimal a binario natural, también

llamado BCD.

Tabla de verdad del codificador DEC a BCD

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Tipos de codificadores

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-Codificadores sin prioridad: Son codificadores como el que acabamos

de ver. Tienen el problema de que si activamos varias entradas a la vez, la

salida no será correcta.

-Codificadores con prioridad: Son codificadores en los que si activamos

más de una entrada a la vez, solamente tendrá en cuenta a una de ellas,

normalmente a la de índice más alto.

Por ejemplo, si activamos a la vez las entradas 2 y 4, en un codificador sin

prioridad tendríamos 0 1 1 0 a la salida, mientras que en uno con prioridad

tendríamos 0 1 0 0.

Asociación de codificadores

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Cuando necesitemos más entradas de las que tiene el circuito codificador

que estemos usando, podremos realizar montajes de ampliación usando

varios codificadores y puertas lógicas.

En la hoja de catálogo del codificador 74148 de Texas Instruments,

podemos ver un montaje para obtener un codificador de 16 entradas y 4

salidas a partir de 2 codificadores de 8 entradas y 3 salidas

Asociación de codificadores

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Cuando necesitemos más entradas de las que tiene el circuito codificador

que estemos usando, podremos realizar montajes de ampliación usando

varios codificadores y puertas lógicas.

En la hoja de catálogo del codificador 74148 de Texas Instruments,

podemos ver un montaje para obtener un codificador de 16 entradas y 4

salidas a partir de 2 codificadores de 8 entradas y 3 salidas

2.2. Decodificadores

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Un decodificador es un circuito combinacional con n entradas y m salidas

que funciona de manera inversa al codficador.

Es decir, por ejemplo, obtiene el número decimal a partir del binario.

Tabla de verdad del decodificador

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Asociación de decodificadores

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Igual que sucedía con los codificadores, también podemos asociar varios

decodificadores para obtener un decodificador con más salidas.

G=entrada de habilitación

E0,E1,E2,E3 = Entradas

Aplicaciones de los decodificadores

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Decodificador BCD a 7 segmentos

Los displays que más se han usado en la historia para representar números

son los displays de 7 segmentos.

Estos displays consisten en 7 diodos LED conectados en un bloque.

Versión con ánodo común

Aplicaciones de los decodificadores

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Decodificador BCD a 7 segmentos

Los displays que más se han usado en la historia para representar números

son los displays de 7 segmentos.

Estos displays consisten en 7 diodos LED conectados en un bloque.

Aplicaciones de los decodificadores

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Decodificador BCD a 7 segmentos

Ánodo común Cátodo común

Aplicaciones de los decodificadores

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Decodificador BCD a 7 segmentos

Ánodo común

Aplicaciones de los decodificadores

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Decodificador BCD a 7 segmentos

Ánodo común LT=lamp test; RBI=Entrada habilitación; RBO= Salida habilitación

Aplicaciones de los decodificadores

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Implementación de funciones lógicas

Tenemos que seguir los siguientes pasos:

-Necesitamos un decodificador que tenga al menos el mismo número de

entradas que variables tenga nuestra función (Ej: si nuestra función tiene 3

variables (a, b y c) necesitaremos un decodificador con al menos 3 entradas)

-Partimos de la función expresada en minitérminos (suma de productos).

-Conectamos cada variable a una de las entradas del decodificador.

-Seleccionamos las salidas cuyo número de orden coincide con el número

del minitérmino y las conectamos a una puerta OR (si las salidas son activas

a nivel alto) o NAND (si las salidas son activas a nivel bajo).

Aplicaciones de los decodificadores

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Implementación de funciones lógicas

Lo vemos con un ejemplo: f= a’b’c’ + a’bc’ + ab’c + abc

Paso 1: Necesitamos un decodificador que tenga al menos el mismo número

de entradas que variables tenga nuestra función

Tenemos 3 variables, necesitamos un decodificador con al menos tres

entradas. Elegimos uno de 3 entradas y 8 salidas.

Paso 2: Partimos de la función expresada en minitérminos OK

Aplicaciones de los decodificadores

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Implementación de funciones lógicas

Paso 3: Conectamos cada variable a una de las entradas del decodificador.

Aplicaciones de los decodificadores

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Implementación de funciones lógicas

Paso 4: Seleccionamos las salidas cuyo número de orden coincide con el

número del minitérmino y las conectamos a una puerta OR (nivel alto)

Calculamos número del minitérmino.

f= a’b’c’ + a’bc’ + ab’c + abc

0 2 5 7

Aplicaciones de los decodificadores

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Implementación de funciones lógicas

Ejercicio propuesto nº 2

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Basándote en las conexiones de la figura, completa la siguiente tabla que

relaciona los números decimales del 0 al 9, su equivalente en BCD y los

segmentos que se iluminan en el display.

DÍGITODECIMAL

BINARIO BCDSEGMENTOS ILUMINADOS

a b c d e f g

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

Ejercicio propuesto nº 3

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Utiliza un decodificador 3x8 con salidas a nivel alto para implementar las

siguientes funciones:

a) f = a·b + a’ · b · c’

b) f = a·b’·c + a·b·c + a’·b·c’

c) f = b’·c’ + a·b·c’ + a’·b·c