UNIVERSIDAD “FERMÍN TORO”
VICERECTORADO ACADÉMICO FACULTAD DE INGENIERÍA ESCUELA DE INGENIERÍA
Laboratorio Laboratorio de Circuitos Digitales Proyecto Nº 4 DISEÑO CON CIRCUITOS MSI
Saia A
CABUDARE, MARZO 2018
Laboratorio de Circuitos Digitales Proyecto Nº 4 Duración: 2 semanas Valor 6% DISEÑO CON CIRCUITOS MSI
OBJETIVOS
Repasar los diferentes sistemas numéricos: binario, octal, hexadecimal, ASCII. Montar circuitos combinacionales con compuertas MSI. Estudiar los conceptos de codificadores y decodificadores. Realizar circuitos con display de siete segmentos.
PRE-LABORATORIO 1. ¿Qué es un display de siete segmentos? ¿Cuál es la identificación de
segmentos de un display?
Es un componente que se utiliza para la representacion de caracteres (normalmente numericos) en dispositivos electronicos, debido en gran medida a su simplicidad aunque internamente su forma difiere considerablemente a led internamente estan constituidos por una serie de leds con unas determinadas conexiones internas estrategicamente unicadas de tal forma que forme un 8.
Si se activan abcdefg=8 Si se activan abcdef=0 Si se activan abged=2 Si se activan bcfg=4 Si se activan abged=3 DP o PD significa punto decimal.
2. Realice el circuito para montar un display ánodo común y un display cátodo
común.
Para activar cualquier segment hay que conectarlo a tierra individualmente po r medio de una Resistencia para limitar el paso de corriente.
Para activar cualquier segmento hay que poner el anodo a encender con Vcc a traves de una Resistencia para el paso de corriente. 3. Explique que es un decodificador de 3 a 8 y un decodificador de siete
segmentos.
Un decodificador es un circuito condicional, cuya funcion es inversa a la del decodificador este emite un codigo binario de entrada (natural, (BCD), etc) de N bits de entrada y M de salida, N puede ser cualquier numero entero y M es un entero menor o igual a 2^N (2 a 2^3)= 3 a 8 tal que cada linea de salida sea activada para una sola
de las posibles combinaciones posibles de entrada estas suelen encontrarse como decodificador multiplexor, esto debido a que un multiplexor puede comportarse como un decodificador.
Decodificador de 7 segmentos Este decodificador se aparta de la definición general ya que cada combinación de valores de las entradas activa varias salidas, en lugar de una sola. Tiene cuatro líneas de entrada en código BCD y salidas capaces de excitar un display de siete segmentos para representar cualquier dígito de 0 a 9. De la misma forma que hay dos tipos de decodificadores existen dos tipos de display de 7 segmentos, unos cuyos segmentos se activan con un 1, llamado display de 7 segmentos de cátodo común, y otro cuyos segmentos se activan con un cero, llamado display de 7 segmentos de ánodo común. Evidentemente, decodificador y display tienen que ser del mismo tipo para poder ser cone ctados. Los displays de 7 segmentos son dispositivos que se utilizan para visualizar información. Cada segmento de un display está constituído por un LED que, al activarse, es decir, cuando circula una corriente a través suyo, se ilumina. El tipo de conexión de estos LED es lo que determina si el display de 7 segmentos es de ánodo común o de cátodo común. 4. Mencione que es un codificador. ¿Cuál es la diferencia con un decodificador?
Codificador: Es un circuito combinacional con 2N entradas y N salidas, cuya misión es presentar en la salida el código binario correspondiente a la entrada activada.
Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. En el caso de codificadores sin prioridad, puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo, la salida 0 podría indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada número 0. Además, ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lógica de dichas entradas, ocasionando mayor confusión. Por ello, este tipo de codificadores es usado únicamente cuando el rango de datos de entrada está correctamente acotado y su funcionamiento garantizado. Diferencia entre codificador y decodificador
El codificador es el que codifica las señales en pocas palabras es el que le pone un codigo para encriptarlas y que no puedan ser vistas o leidas por nadie que no tenga el decodificador y el decodificador es el que se encarga de decodificarlas o sea que les quita el codigo o las desencripta para que puedan ser leidas o escuchadas segun
el tipo de informacion de que se trate. 5. Repase los códigos digitales: binario, octal, hexadecimal, ASCII.
Codigo Binario: Es el sistema numérico usado para la representación de textos, o procesadores de instrucciones de computadora, utilizando el sistema binario (sistema numérico de dos dígitos, o bit: el "0" /cerrado/ y el "1" /abierto/). En informática y telecomunicaciones, el código binario se utiliza con variados métodos de codificación de datos, tales como cadenas de caracteres, o cadenas de bits. Estos métodos pueden ser de ancho fijo o ancho variable. Por ejemplo en el caso de un CD, las señales que reflejarán el "láser" que rebotará en el CD y será recepcionado por un sensor de distinta forma indicando así, si es un cero o un uno.
Codigo Octal: El sistema numérico en base 8 se llama octal y utiliza los dígitos del 0 al 7. En informática a veces se utiliza la numeración octal en vez de la hexadecimal. Tiene la ventaja de que no requiere utilizar otros símbolos diferentes de los dígitos. Sin embargo, para trabajar con bytes o conjuntos de ellos, asumiendo que un byte es una palabra de 8 bits, suele ser más cómodo el sistema hexadecimal, por cuanto todo byte así definido es completamente representable por dos dígitos hexadecimales.
Codigo Hexadecimal: Aunque los circuitos electrónicos digitales y las computadoras utilizan el sistema binario, el trabajar con este sistema de numeración resulta laborioso, lo que facilita las equivocaciones cuando se trabaja con números binarios demasiado largos.. El sistema Hexadecimal está en base 16, sus números están representados por los 10 primeros dígitos de la numeración decimal, y el intervalo que va del número 10 al 15 están representados por las letras del alfabeto de la A a la F.
COMPONENTES Y EQUIPOS A USAR Equipos: Multimetro o tester, fuente de voltaje, Osciloscopio, generador de señales, punta lógica, cables y Protoboard. Material: Manual TTL. Componentes: Compuertas MSI: codificadores y decodificadores, display, led´s verdes, dip-switch, resistencias de 1KΩ y 220Ω.
ACTIVIDADES DE LABORATORIO PARTE I. MONTAJE CON DISPLAY.
Monte el circuito de la figura 1.
Explique el funcionamiento de la entrada habilitadora. Comprobar cómo cada entrada se visualiza en los LED´s y en el display: esta entrada se denomina E1 es la alimentación primaria en vcc del decodificador en este caso con un switch que fos permite cortar el flujo de energía creando asi una puesta a tierra y ncendiendo el numero cero en el display.
En la siguiente tabla se ve como funcionan las led y el diplay. Posicion
Display
Diodo 1
Diodo 2
Diodo 3
Diodo 4
Diodo 5
0
7
on
on
x
on
X
1
6
on
x
on
on
X
2
5
on
x
x
on
X
3
4
x
on
on
on
X
4
3
X
on
x
on
x
5
2
x
x
on
on
x
6
1
on
on
x
on
x
7
0
x
x
x
x
On
8
0
x
x
x
x
x
Figura 1: Circuito con Display
Explique el funcionamiento de las salidas EO y GS, ¿Por qué se necesitan? Gs: esta en este circuito como una tierra y en caso de querer conectar otro decodificador esta se usa como E1 este debe ser de menor prioridad Eo: en el circuito esta puesto a tierra y sirve para conectar otro decodificador de ser necesario.
PARTE II. DISEÑO CON COMPUERTA MSI
Diseñe un circuito para la función lógica F = ∑ x,y,z (0,2,3,5). (a) Mapa de K. (b) Suma canónica basada en un decodificador.
Tabla de verdad para F = ∑ x,y,z (0,2,3,5). 0 1 2 3 4 5 6 7
X 0 0 0 0 1 1 1 1
Y 0 0 1 1 0 0 1 1
Z 0 1 0 1 0 1 0 1
S 1 0 1 1 0 1 0 0
Mapa de Karnaugh
POST – LABORATORIO
Imagínese la aplicación práctica del circuito de la figura 1 como un medidor del nivel de agua de un depósito. ¿Cómo lo harías?
Sería un medidor de nivel de agua de 8 niveles usando sensores de nivel irían activándose los switches a medida que el agua va subiendo teniendo en cuenta que los primeros dos niveles dan 0 serían en un tanque cuyos primer nivele sea nulo o estén promedio en este switch se colocaría un led rojo para indicar que hay niveles de alerta.
Conclusión Con la presente práctica se usaron los diferentes sistemas numéricos en la elaboración de los distintos circuitos combinacionales con compuertas MSI, se estudió la diferencia y funcionamiento de los codificadores y decodificadores. También mediante el simulador proteus se comprobó el uso de circuitos con displays de 7 segmentos que se aparta de la definición general ya que cada combinación de valores de las entradas activa varias salidas, en lugar de una sola.
