CARRERA DE INGENIERÍA EN ELECTRÓNICA Y COMUNICACIONES L A I R T S U D N I E A C I N Ó R T C E L E A Í R E I N E G N I E D D A T L U C A F
MÓDULO DE ELECTRÓNICA DIGITALES II NIVEL: QUINTO ELECTRÓNICA “A”
TEMA: SUMADOR BCD INTEGRANTES: Juan Jinde Byron Pumasunta
Cristian Chiliquinga FECHA: Miércoles 25 de septiembre del 2013 PERIODO: SEPTIEMBRE 2013- ENERO 2014
INFORME # 1 I. OBJETIVOS
General Analizar el funcionamiento del circuito sumador BCD
Específicos
Implementar un circuito BCD en una base de montaje, consecuentemente conectar sus terminales resultantes a un diodo LED.
Observar el comportamiento del circuito para confirmar si este funciona con correctamente.
Verificar si los resultados esperados concuerdan correctamente con la tabla de reultados.
II. EQUIPOS Y MATERIALES
Protoborad
Generador de funciones
Osciloscopio
Cables
Circuitos integrados
Leds
Estilete
III. FUNDAMENTO TEÓRICO Un circuito sumador es un circuito integrado que realiza la función de sumador total, efectúa la suma de 2 números binarios de 4 bits. Los bits de la palabra a se introducen por sus correspondientes entradas y después se introduce la palabra B por sus entradas correspondientes y posteriormente efectúa la operación suma. Considérese la suma aritmética de dos dígitos decimales BCD con un arrastre posible de un estado anterior. Como cada digito de entrada no excede a la suma de salida no puede ser mayor que 9+9+1=19, siendo el 1 en la suma, el arrastre de salida. Al suponer que se aplican dos dígitos BCD a un sumador binario de 4 bits, el sumador formara la suma en binario y producirá un resultado que puede variar en 0 y 9.
Estos números decimales se marcan con símbolos K, Z8, Z4, Z2 y Z1. K es el arrastre y los suscritos bajo la letra Z representan los pesos 8, 4, 2 y 1 que deben ser asignados a los cuatro bits en el código BCD. La primera columna en la tabla lista las sumas binarias a medida que aparecen en las salidas de un sumador binario de 4 bits. La suma de salida de dos dígitos decimales debe representarse en BCD y debe aparecer en forma listada en la segunda columna de la tabla. El problema es encontrar una regla simple por medio de lo cual el número binario en la primera columna puede convertirse a la correcta representación de dígitos BCD del número en la segunda columna. Al examinar el contenido de la tabla, es aparente que cuando la suma binaria sea igual o menor que 1001, el correspondiente número BCD es idéntico y por tanto no se necesita conversión. Cuando el numero binario es mayor que 1001 se obtiene una representación BCD no valida. La suma de binario 6 (0110) a la suma binaria lo convierte a la representación BCD correcta y también produce el arrastre de la salida requerida. El circuito lógico que detecta la corrección necesaria puede derivarse de las entradas de la tabla. Es obvio que se necesita una corrección cuando la suma binaria tiene un arrastre de salida K=1. La otras 6 combinaciones desde 1010 hasta 1111 que necesitan una corrección tienen un 1 en la posición Z8. Para dirigirlas del número binario 1000 y 1001 que también tienen un 1 en la posición Z8, se especificara más adelante que Z4 o Z2 deben tener un 1. La condición para que una corrección y un arrastre de salida pueda ser expresada por medio de una función de Boole.
C= k+Z8.Z4+Z8.Z2 Cuando C=1, es necesario agregar 0110 a la suma binaria y suministrar un arrastre de salida a la siguiente etapa. Deducción de un sumador BCD
Suma binaria
Z3
K
Z4
Suma BCD
Z2
Z1
S3
S4
Decimal
S2
S1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
0
0
1
0
0
0
0
1
0
2
0
0
0
1
1
0
0
0
1
1
3
0
0
1
0
0
0
0
1
0
0
4
0
0
1
0
1
0
0
1
0
1
5
0
0
1
1
0
0
0
1
1
0
6
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
7
0
1
0
0
0
0
1
0
0
0
8
0
1
0
0
1
0
1
0
0
1
9
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
10
0
1
0
1
1
1
0
0
0
1
11
0
1
1
0
0
1
0
0
1
0
12
0
1
1
0
1
1
0
0
1
1
13
0
1
1
1
0
1
0
1
0
0
14
0
1
1
1
1
1
0
1
0
1
15
1
0
0
0
0
1
0
1
1
0
16
1
0
0
0
1
1
0
1
1
1
17
1
0
0
1
0
1
1
0
0
0
18
1
0
0
1
1
1
1
0
0
1
19
Un sumador BCD es un circuito que agrega dos dígitos BCD en paralelo y produce un digito en BCD en la suma. Un sumador BCD debe incluir la corrección lógica en su construcción interna. Para agregar 0110 en la suma binaria, se usa un segundo sumador binario de 4 bits. Los dígitos decimales conjuntamente con un arrastre de entrada, se agregan primero en el sumador binario de 4 bits superior para producir la suma binaria. Cuando el arrastre en la salida es 0 no se agrega nada a la suma binaria. Cuando es igual es igual a 1 se agrega el binario por medio de sumador de 4 bits inferior.
Donde:
A3-A0 y B3-B0 son los dos números a sumar. Siendo A3 y B3 los bits más significativos, mientras que A0 y B0 son los menos significativos. C0 es el acarreo de entrada. S3-S0 son las salidas del circuito. C4 es el acarreo de salida. En conjunto, C4:S3:S2:S1:S0 forman el resultado de la operación.
IV.
V.
DISEÑO
PROCEDIMIENTO 1. Para comprobar el funcionamiento del diseño en el trabajo preparatorio debemos comprar todos los materiales que se va ha ocupar en dicho circuito por lo cual son dos circuitos integrados 74LS83, una compuerta AND 74LS08 y un circuito integrado OR 74LS32 complementarios que son LEDs, cables, etc.
y además materiales
2. Luego de que tengamos todos los materiales procedemos a colocar uno por uno dichos elementos en la protoboard de acuerdo al diagrama preparatorio y teniendo en cuenta la polaridad de cada elemento y utilizando cables para unir los elementos.
3. A continuación debemos tener una fuente de alimentación del circuito y esta debe ser de 5 voltios ya que los elementos no soportan voltajes mayores a 5 voltios especialmente los circuitos integrados.
4. Después armado el circuito debemos revisar una por una cada conexión de acuerdo al diagrama realizado en el preparatorio porque si alguna conexión esta errónea
el elemento electrónico se puede dañar y afectar el
funcionamiento del circuito o incluso podría dañar a los elementos que tengan relación directa con dicho elemento, para evitar todos estos inconvenientes se debe revisar.
5. Una vez revisado cada conexión procedemos a conectar la fuente al circuito armado siempre y cuando que la polaridad este de acuerdo a la conexión porque si conectamos de manera errónea el circuito no va a funcionar.
6. Si al conectar la fuente el circuito debe comenzar a funcionar de manera correcta por ejemplo si tenemos la combinación A (0000) y B (0000) ningún led debe estar encendido ya que si lo está deberíamos revisar el circuito pero la mayor parte de este `problema ocurre porque los circuitos integrados están dañados o porque no están bien colocados y sujetos a la protoboardasí que debemos revisar esos detalles ya que estamos sumando 0+0 y por ende nos debe dar una respuesta de 0.
7. Luego debemos comprobar todas las combinaciones posibles de sumas para comprobar que el circuito funciona correctamente y para comprobar el LED de corrección debemos dar combinaciones en que excedan la suma máxima de representación por ejemplo A (1111) y B (1111) en esta combinación excede el rango máximo de representación y por ende se nos va a encender el LED de corrección
y que significa que la suma excedió y no se puede
representar y debemos dar valores de sumas que no excedan al 9 ya que este
número es la suma máxima posible que se puede representar en el circuito. Para ayudarnos podemos utilizar la tabla de verdad del sumador BCD.
8. Y finalmente, una vez listo el circuito y comprobado su correcto funcionamiento hemos terminado la práctica.
VI.
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
VII.
Sumador BCD en un circuito que realiza la operación suma con dígitos BCD. El resultado de la suma de dos dígitos BCD nos da como resultado otro digito BCD. Cuando la suma se excedió el valor máximo de representación enciende un LED de corrección.
se
La suma BCD tiene una corrección lógica y la suma binaria tiene un acarreo. Debemos dar las combinaciones correctas para que la suma sea óptima y no esté en nivel alto el led de corrección lógica.
BIBLIOGRAFÍA
[1] A, LLORIS; A. PRIETO; L. PARRILLA (2003). “Sistema digitales”. Primera Edición Editorial McGraw-Hill [2] FLOYD Thomas (2000). “Fundamentos de Sistemas Digitales”. Séptima Edición Editorial McGraw-Hill, Idioma Oficial Ingles traducido por José Gomes Caño. [3] TOCCI Ronald (2000). “Sistemas Digitales - Principios y Aplicaciones”. Octava Edición Editorial McGraw-Hill, Idioma Oficial Ingles traducido por José Gomes
ANEXOS