ELECTRÓNICA DIGITAL
LABORATORIO
N° 03
CIRCUITOS
SUMADORES Y DECODIFICADORES
I. CAPACIDAD TERMINAL
·
Identificar las aplicaciones de la Electrónica
Digital.
·
Describir el funcionamiento de las unidades y
dispositivos de almacenamiento de información.
·
Implementar circuitos de lógica combinacional y
secuencial.
II. COMPETENCIA ESPECIFICA DE
LA SESION
·
Implementación de circuitos de aritmética binaria usando C.I.: Sumadores
y restadores.
·
Implementación de circuitos decodificadores y displays de 7 segmentos.
·
Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.
III.
CONTENIDOS A TRATAR
·
Circuitos Sumadores
·
Circuitos Decodificadores.
·
Display de 7 segmentos
IV. RESULTADOS
·
Diseñan sistemas eléctricos y los implementan
gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.
V. MATERIALES Y EQUIPO
·
Entrenador para Circuitos Lógicos
·
PC con Software de simulación.
·
Guía de Laboratorio. El trabajo se desarrolla de manera GRUPAL.
VI. REPASO DEL LABORATORIO ANTERIOR
·
Diseño de circuitos combinacionales
VII.
FUNDAMENTO TEÓRICO
·
Revise los siguientes
enlaces:
·
CIRCUITOS SUMADORES:
·
CIRCUITOS
DECODIFICADORES:
·
NUMEROS BINARIOS
·
DISPLAY DE 7 SEGMENTOS:
TAREAS GUIADAS DENTRO
DEL LABORATORIO:
1. Los
Números Binarios y su representación:
2. Suma de
números Binarios
 
SUMADOR COMPLETO DE 4 BITS:
 
3. Tomando
en cuenta el circuito anterior, SIMULAR dicho circuito y completar la tabla
siguiente:
4. Armar
circuito en el ENTRENADOR y verificar resultados
5. Visualización
de Números Binarios (DECODIFICADORES)
6. Tabla de
verdad de un DECODIFICADOR DE 7 SEGMENTOS
7. Decodificador
COMERCIAL: 7448
8. Realice
la SIMULACION del circuito mostrado. Luego realice la IMPLEMETACION en
ENTRENADOR comprobando la tabla anterior.
LABORATORIO
 Ejemplos de la simulación:           Armado del circuito en el Laboratorio: 
Experimente y responda a las preguntas siguientes
dentro del BLOG
- ¿Qué sucede si la SUMATORIA es superior
a 9?, ¿qué número se muestra en el DISPLAY y por qué?
Al realizar una sumatoria mayor a 9, notamos como en el display aparece un error.
- En el CI
7448, ¿para qué se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT?
ü RBI:
ondulación de entrada de borrado
ü LT:
ENTRADA DE PRUEBA DE LÁMPARA (ACTIVO BAJO)
ü BI:
ENTRADA EN BLANCO
- En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿para qué sirven las entradas LE, RBI y la salida RBO?Cuando es cierta, nivel bajo, Cambia a nivel bajo todas las salidas desde la “a” hasta la “g” con lo que todos los segmentos del Display encenderán.
RBI. Ripple Blanking Input.
Cuando es cierta, nivel
bajo Y A, B, C, D, son falsos, nivel bajo, se harán falsas las salidas desde la
“a” hasta la “g”
Esto se utiliza para apagar
los ceros a la izquierda en sistemas de más de una cifra.
01 no encenderá el 0
101 si encenderá el 0 de
las decenas.
BI/RBO. Blanking Input o
Ripple Blanking Output.
Se utiliza para apagar los
ceros a la izquierda en sistemas con más de un Display.
- Trate de
modificar el circuito de simulación para mostrar una SUMA DE 2 DÍGITOS.
 TEORÍA DE SUMADORES Y DECODIFICADORES BCD A 7 SEGMENTOS ¿Qué es un decodificador ?
Un decodificador o descodificador es un circuito
combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, es decir,
convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de
entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero
menor o igual a 2N), tales que cada línea de salida será activada para una sola
de las combinaciones posibles de entrada. Normalmente, estos circuitos suelen
encontrarse como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor
puede comportarse como un decodificador.
Si por ejemplo se tiene un decodificador de 2 entradas con
22=4 salidas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla,
donde se ha considerado que las salidas se activen con un "uno" lógico:
Un tipo de decodificador muy empleado es el de siete
segmentos. Este circuito decodifica la información de entrada en BCD a un
código de siete segmentos adecuado para que se muestre en un visualizador de
siete segmentos.
Aplicaciones del
Decodificador
Su función
principal es la de direccionar espacios de memoria. Un decodificador de N
entradas es capaz de direccionar 2N espacios de memoria.
Para poder
direccionar 1Kib de memoria se necesitarían 10 bits, ya que la cantidad de
salidas seria 210, igual a 1024.
De esta manera:
Ø Con 20 bits se tienen 220 lo que equivale a
1Mib.
Ø Con 30 bits se tienen 230 lo que equivale a
1Gib.
¿Qué es un sumador?
Un sumador es un circuito digital que realiza la adición de
números. En muchas computadoras y otros tipos de procesadores se utilizan
sumadores en las unidades aritméticas lógicas. También se utilizan en otras
partes del procesador, donde se utilizan para calcular direcciones, índices de
tablas, operadores de incremento y decremento y operaciones similares.
Aunque los sumadores se pueden construir para muchas
representaciones numéricas, tales como decimal codificado en binario o
exceso-3, los sumadores más comunes funcionan en números binarios. En los casos
en que se utiliza el complemento a dos o el complemento a uno para representar
números negativos, es trivial modificar un sumador para convertirlo en un
sumador-restador. Otras representaciones de números con signo requieren más
lógica alrededor del sumador básico.
Tipos de sumadores:
·
Half-adder.
·
Full-Adder.
·
Carry-Look-Ahead.
·
Carry-select
Half-Adder
Se denomina semisumador al
circuito combinacional capaz de realizar la suma aritmética binaria de dos
únicos bits A y B, proporcionando a su salida un bit resultado de suma S y un
bit de acarreo C. En la siguiente figura se muestra la tabla de verdad de este
circuito con sus funciones, acompañado de un esquema del Half-Adder.
Full-Adder
Este dispositivo nos ofrece una
mejora del semisumador al cual se le añade un acarreo de entrada. De está
manera podemos afrontar sumas de mas de un bit para las cuales utilizaremos el
acarreo de salida del anterior en el acarreo de entrada del siguiente. Así
completamos la suma correctamente.
Carry Look Ahead
Este sumador, llamado también
sumador paralelo con acarreo anticipado, realiza la suma aumentando la
velocidad de proceso sobre la conexión en serie. Lo logra mediante la
generación de todos los bits de acarreo en el mismo proceso de calculo de las
sumas parciales.
Al sumar dos informaciones se
obtendrá el acarreo por dos posibilidades:
• Se genera acarreo en la propia
etapa del sumador. Generado (A=B=1) Gj = Aj * Bj
• Proviene de la etapa anterior. Propagado Pj
= Aj ⊕
Bj
Por tanto el acarreo producido
en la etapa i-esima Ci será porque se genera o propaga y se expresará: Ci=Gi+
Pi Ci-1=Ai Bi + (Ai + Bi) Ci-1
Carry Select
En este tipo de sumador se
realiza un acarreo mixto basado en sumadores y multiplexores, donde la
generación de acarreo en cada sumador se realiza en paralelo y la propagación
en cada multiplexor en serie. El tiempo de propagación de este sumador depende
del tiempo de propagación de la primera etapa, más el tiempo de propagación de
los (M/N-1) multiplexores para propagación del acarreo. A cambio el circuito es
bastante más grande que la estructura “ripple”.
OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES
En este laboratorio tuvimos la
oportunidad de trabajar con sumadores y decodificadores en donde comprobamos su
funcionamiento con la implementación de
un display de 7 segmentos, el cual daba como resultado los números del 1 al 9.
Para ello tuvimos que aprender a convertir números decimales a números binarios
y viceversa.
Al realizar el armado de nuestro
circuito tuvimos que tener cuidado en las conexiones ya que cualquier error en
cableado hacia que el circuito no funcionara. Además tuvimos que asegurarnos que nuestras entradas
estén operativas para poder descartar cualquier error de cables.
Para terminar gracias a este
laboratorio comprendimos como era el funcionamiento en general de varios
objetos de nuestra vida cotidiana como los relojes digitales, calculadoras,
entre otros.
Ø Mamani Abarca Jeanlu Manuel
Ø Luna Flores Hugo
Ø Lanchipa Maldonado Alvaro
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domingo, 1 de abril de 2018
Laboratorio N 3
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