INFORME FINAL LABORATORIO N_3.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

INFORME FINAL LABORATORIO N°3 REGISTROS

1. Presentar todos los circuitos implementados (6 circuitos), su tabla de verdad y diagrama de tiempos y breve análisis de su funcionamiento.

a) PRIMER CIRCUITO

FIGURA N°1

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ANALISIS DE FUNCIONAMIENTO a)

En primer lugar realizamos la implementación del circuito de manera física en un protoboard, así como en el Proteus.

b) El funcionamiento del siguiente registro es el siguiente: a través del pulsador ingresamos las señales (1 o 0), lo que sucede en seguida es que por cada impulso del reloj (timer) se almacenarán los datos otorgados (En este ejemplo 1011). Entendamos entonces que para el primer pulso introducimos el bit 1, para el segundo pulso el bit 1, y así sucesivamente.

UNAC – FIEE DIGITALES

SISTEMAS 1


FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA c)

Precisamente esta acción realizada es el almacenamiento de los datos. Ahora el siguiente paso es el de desplazamiento en la que se realiza el movimiento de los datos de una etapa a otra dentro del registro, en función de los impulsos del reloj que se apliquen.

d) En nuestro ejemplo lo que sucede es que ingresamos primero el 1 al primer impulso del reloj. Luego introducimos otro 1 al siguiente pulso. Lo que sucedió con el primer dato fue que se desplazó al siguiente Flip Flop. Así ocurre el proceso sucesivamente.

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DIAGRAMA DE ESTADOS:


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b) SEGUNDO CIRCUITO

FIGURA N°2

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ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO:

a) El funcionamiento del siguiente registro es el siguiente: a través del pulsador ingresamos las señales (1 o 0), lo que sucede en seguida es que por cada impulso del reloj (timer) se almacenarán los datos otorgados (En este ejemplo 1011). Entendamos entonces que para el primer pulso introducimos el bit 1, para el segundo pulso el bit 1, y así sucesivamente. b) Precisamente esta acción realizada es el almacenamiento de los datos. Ahora el siguiente paso es el de desplazamiento en la que se realiza el movimiento de los datos de una etapa a otra dentro del registro, en función de los impulsos del reloj que se apliquen. c) En nuestro ejemplo lo que sucede es que ingresamos primero el 1 al primer impulso del reloj. Luego introducimos otro 1 al siguiente pulso. Lo que sucedió con el primer dato fue que se desplazó al siguiente Flip Flop. Así ocurre el proceso sucesivamente.


SISTEMAS 3



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DIAGRAMA DE ESTADOS:


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c) TERCER CIRCUITO

FIGURA N°3 

ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO: El funcionamiento de este circuito es muy sencillo comparado a los circuitos anteriores, si el enable está en “1, las entradas D0, D1, D2 y D3 le damos “0” ó “1 “en la salida obtendremos los mismos valores dados en la entrada, y esto se debe por estar usando un registro de almacenamiento asíncrono. Pero si las entradas D0, D1, D2 y D3 del caso anterior quedan todas en “1” y el enable ponemos en “0” lo que se obtendrá en las salidas son los mismos valores que la entradas que se quedara memorizado así manipulemos solo las entradas a “0” ó “1” siempre y cuando dejar el enable en “0”


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d) CUARTO CIRCUITO

REGISTRO SÍNCRONO DE 4 BITS

FIGURA N°4

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ANÁLISIS DEL FUNCIONAMIENTO:

a)

En primer lugar realizamos la implementación del circuito de manera física en un protoboard, así como en el Proteus


SISTEMAS 6



b) Este funcionamiento indica que las entradas y las salidas se encuentran en paralelo. Lo que sucede es que inmediatamente después de introducir simultáneamente todos los bits de datos, estos aparecen en paralelo en las salidas. c)

Se le ha implementado un pulsador al final que permite resetear el proceso si se desea almacenar otros datos.

d) Este circuito actúa como un registro de almacenamiento síncrono, pues siempre que exista una señal de reloj, la entrada pasara a la salida en caso contrario la salida permanecerá en estado de memoria y no será afectado por la entrada.

e) QUINTO CIRCUITO 

Implementar el Registro Universal (IC 74LS194), verificando el funcionamiento: a. Carga paralela b. Desplazamiento derecha. c. Desplazamiento izquierda. d. Estado memoria.

FIGURA N°5


SISTEMAS 7



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TABLA DE VERDAD

FIGURA N°6

TABLA N°1


S 0

S 1

M 0

0

0

Mantenimiento

0

1

Desplazamiento Izquierda

1

0

Desplazamiento Derecha

1

1

Carga Paralela

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f) SEXTO CIRCUITO

Analizar el funcionamiento del IC 74LS259, como registro direccionable, compruebe su tabla de verdad y diagrama de tiempo.

Estos 8 bits direccionables cierres están diseñados para uso general aplicaciones de almacenamiento de propósito en los sistemas digitales, específico usos incluyen registros de trabajo, registros de sujeción de serie, y active-high decodificadores o de multiplexores. Ellos son multifuncionales dispositivos capaces de almacenar datos de una sola línea en direccionable de ocho Latches, y ser un 1-of-8 decodificador o demultiplexor con salidas activas en alto. Cuatro modos de funcionamiento se pueden seleccionar mediante el control las entradas clear y enable como se enumeran en la función tabla. En el modo, los datos direccionable-Latch en el DATAIN el terminal está escrito en el Latch dirigida, la Latch dirigida seguirá la entrada de datos con todos los unaddressed Latch que queda en sus estados anteriores. En el modo de memoria, todos los Latch de permanecer en sus estados anteriores y no son afectados por los datos o entradas de direcciones, para eliminar la posibilidad de la introducción de datos erróneos en la Latch, las enable deberían celebrarse HIGH (inactivo), mientras que las líneas de dirección están cambiando. En la 1-de-8 o decodificación modo de demultiplexación, la salida dirigida seguirá el nivel de la entrada D con todas las demás salidas de baja. En el clear modo, todas las salidas son bajos y no afectado por la dirección y entradas de datos.

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TABLA DE VERDAD

TABLA N°7


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Tabla de selección de Latch

TABLA N°8


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2.

De los manuales del fabricante describa todas las características técnicas de los IC TTL y CMOS, que realizan la función de registro.

INTEGRADO TTL Y CMOS

74LS75*

74LS91*

74 LS 164*

TABLA N°2 DESCRIPCION Es un circuito integrado compuesto por 4 latch tipo D, su funcionamiento es el de un registro de 4 bits del tipo asíncrono pues se activa con un enable y muestra los datos de entrada y salida. Existe otro circuito integrado CMOS 4042 que tiene igualmente cuatro cerrojos tipo D. Es un circuito integrado que funciona como registro de desplazamiento de 8 bits. Cuenta con 14 pines, siendo del tipo SISO. Se halla en la gama de los TTL y se compone por 8 flip flops del tipo SR. Es un circuito integrado cuyo funcionamiento radica en su uso como registro que procesa 8 bits con entrada en paralelo y salida en serie; se encuentra compuesto por flip flop tipo JK.

Es un circuito integrado que funciona como un registro de desplazamiento de 8 bits. Las entradas son del tipo paralelo y salida serie; también admite una entrada opcional serie. Está compuesto por flip flops de tipo JK.

74LS165*

74LS194 *


Es un circuito integrado que posee 4 bits entradas de manera paralela y salida de desplazamiento bidireccional. Cumple la función de registro, conocido como registro universal pues cuenta con una entrada de desplazamiento izquierdo y a su vez derecho como lo mencionamos anteriormente (bidireccional).

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74 LS 273*

Es un circuito integrado compuesto por 8 flipflop tipo D. Funciona como un registro paralelo de 8 bits con una entrada de reloj y una entrada de master reset, esta configuración hace que sea ideal para aplicaciones en las computadoras, que opera con o bits que corresponden a un byte. La frecuencia máxima de operación de los circuitos integrados de este tipo de número normal es de 30 Mhz con un consumo de 62 mA cada uno.

La distribución de pines(*) se muestra a continuación :

74LS75


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74LS91

74 LS 164


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74LS165

74LS194


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74 LS 273

3. Describa circuitos de aplicación de los registros de desplazamiento, almacenamiento, universal, direccional.

a) Registro de Corrimiento Básico: Es un conjunto de flip-flops conectados de tal forma que los números binarios almacenados en él son desplazados de un flip-flop al siguiente con cada pulso de reloj aplicado. Con cada flanco ascendente del reloj la información se va desplazando hacia la derecha una posición. En la Figura 1 se observan las formas de onda de las salidas de cada flip-flop, donde se observa el desplazamiento de los datos de izquierda a derecha.

FORMAS DE ONDA DE UN REGISTRO DE 4 BITS

FIGURA N°6


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Tipos de Entradas y Salidas en los Registros de Corrimiento Existen diversas formas de cargar o extraer información en un registro de corrimiento. En la figura 2 se muestran las distintas formas de mover la información en un registro de corrimiento.

TIPOS DE ENTRADAS Y SALIDAS EN LOS REGISTROS DE CORRIMIENTO

Las combinaciones de Entrada/Salida más comunes en los registros de corrimiento son: Entrada Serie/Salida Paralelo y Entrada Paralelo/Salida Serie. A continuación se dará una descripción sobre estos dos modos de funcionamiento.

Entrada Serie - Salida Paralelo

Es la forma más usual del tipo de entrada y salida de datos en los registros de corrimiento. En la Figura 3 se observa el esquema de un registro de esta clase. La entrada asincrónica CLR que se observa, es usada para poner todos los bits del registro en 0.

Existen circuitos integrados como el 74HC164 que funcionan de esta forma.

REGISTRO DE CORRIMIENTO ENTRADA SERIE - SALIDA PARALELO


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Entrada paralelo – Salida serie

En la Figura 4 se observa el esquema de un registro de este tipo. LOAD: Las entradas en paralelo se almacenan en los flip-flops internos (entrada asincrónica), SHIFT : Corrimiento del puerto hacia la derecha (entrada sincrónica), entrada serie por el primer flip-flop y salida serial por el último. Existen circuitos integrados como el 74HC165 que funcionan con base en este esquema.

REGISTRO DE CORRIMIENTO ENTRADA PARALELO - SALIDA SERIE

b) Registros de corrimiento bidireccionales. Este tipo de registro tiene la opción de elegir la dirección en que se transmiten los datos. Estos registros tienen una señal de control que permite seleccionar el sentido de desplazamiento de los datos. En la Figura 5 se observa el circuito lógico de un registro bidireccional de 4bits.

REGISTRO DE CORRIMIENTO BIDIRECCIONAL DE 4 BITS


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FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA Para propósitos de entender el funcionamiento de este registro se ha dispuesto de forma vertical, para mostrar cómo se desplazan los datos. Cuando la entrada ABA/ARR' se encuentra en 1 lógico, los datos se desplazan hacia abajo y cuando esta es 0 lógico los datos se desplazan hacia arriba. Cuando la señal de control ABA/ARR' es 1, las compuertas marcadas con A se activan, permitiendo que el dato de cualquier flip-flop pase al flip-flop inmediatamente inferior después de que ocurra una transición positiva en la señal del reloj, de esta forma la información de desplaza por las lín eas marcadas en azul que se observan en la figura 5 Cuando la señal de control ABA/ARR' es 0, las compuertas marcadas con B se activan y el dato de cualquier flip-flop se pasa al flip-flop inmediatamente superior. Las líneas marcadas en rojo en la figura 6.4.6 indican el canal de transmisión de los datos de un flip-flop a otro para esta condición. Note que las compuertas marcadas como A y B se activan de forma complementaria, es decir, mientras se activan aquellas marcadas como A las marcadas como B se encuentran inactivas y viceversa


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