Lab 03 - Circuitos Sumadores y Decodificadores

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LABORATORIO ELECTRÓNICA DIGITAL

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ELECTRONICA ELECTRONICA DIGITAL LABORATORIO N° 03

CIRCUITOS SUMADORES Y DECODIFICADORES

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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.  

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II. COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESION   

III.

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.

CONTENIDOS A TRATAR Circuitos Sumadores Circuitos Decodificadores. Display de 7 segmentos

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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: http://educativa.catedu.es/44700165/aula/archivos/repositorio/4750/4923/html/7_sumadores.html CIRCUITOS DECODIFICADORES: https://sites.google.com/site/electronicadigitalmegatec/home/deccoder-bcd-a-7-segmentos NUMEROS BINARIOS http://mrelbernitutoriales.com/electronica-digital/numeros-binarios/ DISPLAY DE 7 SEGMENTOS: http://www.electrontools.com/Home/WP/2016/03/09/display-7-segmentos/  

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VIII.

SEGURIDAD EN LA EJECUCIÓN DEL LABORATORIO Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje con los que trabaja. Antes de utilizar el multímetro, asegurarse que esta en el rango y magnitud eléctrica adecuada. Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

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LABORATORIO ELECTRÓNICA DIGITAL TAREAS GUIADAS DENTRO DEL LABORATORIO: 1. Los Números Binarios y su representación:

2. Suma de números Binarios

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SUMADOR COMPLETO DE 4 BITS:

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3. Tomando en cuenta el circuito anterior, SIMULAR dicho circuito y completar la tabla siguiente: Acarreo Cin 0 0 0 0 1 1 1

Sumatoria

∑

Sumando A

Sumando B

0001

0010

0011

0

0010

0011

0101

0

0011

0100

0111

0

0100

0101

1001

0

0101

0111

1100

1

0111

1000

10000

1

1000

1001

10010

1

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

Acarreo Cout

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7. Decodificador COMERCIAL: 7448

8. Realice la SIMULACION del circuito mostrado. Luego realice la IMPLEMETACION en ENTRENADOR comprobando la tabla anterior. A 1

N

0

D

O

0

U

0

M

A S B

1

O

0

A

0

N

D M

U1 5 3 14 12 6 2 15 11 7

U2

A0 A1

S0 S1

A2 A3

S2 S3

4

7

1 13 10

1 2 6 4 5 3

B0 B1 B2

QA QB

C D BI/RBO RBI

QC QD QE QF

LT

QG

13 12 11 10 9 15 14

7448

B3 C0

A B

C4

9

74283

0

U S

0

9. Experimente y responda a las preguntas siguientes dentro del BLOG (video) - ¿Qué sucede si la SUMATORIA es superior a 9?, ¿qué número se muestra en el DISPLAY y por qué?

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En el CI 7448, ¿para qué se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT? las funciones LT, RBI yBI/RBO. Como indican los círculos del símbolo lógico, todas las salidas (de a a g) son activas a nivel bajo, al igual que lo son LT (Lamp Test), RBI (Ripple Blanking Input) yBI/RBO (Blanking Input/Ripple Blanking Output). Cuando se aplica un nivel bajo a la entrada LT y la entrada BI/RBO está a nivel alto, se encienden todos los segmentos del display. La entrada de comprobación se utiliza para verificar que ninguno de los segmentos está fundido.

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En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿para qué sirven las entradas LE, RBI y la salida RBO?

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Trate de modificar el circuito de simulación para mostrar una SUMA DE 2 DÍGITOS. IMÁGENES CAPATADAS EN EL LABORATORIO

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10. CONTENIDO DEL INFORME EN EL BLOG: a. Teoría de Sumadores y Decodificadores BCD a 7 segmentos SUMADORES: 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.

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Decodificadores BCD a 7 segmentos Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglos de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display ó dispositivo alfanumérico de 7 segmentos. El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se muestran a continuación en las especificaciones del fabricante.

DISPLAY Es un dispositivo alfanumérico que se encuentra formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de forma tal que forme un numero ocho, a cada uno de ellos se les denomina segmentos. Encendiendo algunos de ellos y apagando otros se puede ir formando diferentes números por medio de las combinaciones entre ellos. Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina dp, pt ó simplemente P. El display se encuentra en una representación de encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado se le asigna la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo).

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El display tiene 8 leds colocados en forma de un dígito con punto decimal, cada led tiene dos extremos, ánodo y cátodo. Como en total son 8 leds, debería tener 16 extremos (8 ánodos y 8 cátodos), sin embargo el encapsulado solo tiene 10. Esto se hace para reducir el tamaño del encapsulado y se logra de la siguiente manera. Los 8 led se interconectan internamente de tal forma que solo se puede acceder a uno de los dos extremos de cada led. Los extremos sobrantes de cada led se conecta internamente en un solo punto llamado común , y este punto de unión se encuentra disponible desde el exterior del encapsulado. Debido a esta configuración se tienen dos tipos de display de 7 segmentos: Ánodo común y Cátodo común.

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b. Video tutorial editado y subtitulado explicando TODO el proceso de diseño: i. Circuito Sumador simple ii. Circuito sumador con Decodificador iii. Simulación del circuito iv. Implementación y funcionamiento c. Observaciones y conclusiones. ¿Qué he aprendido de esta experiencia? (en modo texto) d. Integrantes (incluye foto de todos)

IX.

RECOMENDACIONES Documente el avance del proyecto con capturas de pantalla, videos, observaciones y conclusiones. Cree un BLOG y suba dicha información al mismo.

X.

RESÚMEN 

Números Binarios El sistema binario, llamado también sistema diádico en ciencias de la computación, es un sistema de numeración en el que los números se representan utilizando solamente dos cifras: cero y uno (0 y 1). Es uno de los sistemas que se utilizan en las computadoras, debido a que estas trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo cual su sistema de numeración natural es el sistema binario.

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Circuitos 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.

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Circuito 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 2, 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.

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PROXIMO LABORATORIO: Circuitos contadores. 

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BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales. Madrid.: Pearson Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales. México D.F.: Alfaomega. (621.381D/M22/1996) Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras. México D.F.: Prentice Hall (621.381D/M86L) Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones. México D.F.: Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson 

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