Codificador 16 a 4

Electrónica Industrial-ED5 Unidad 3. Bloques funcionales básicos

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Unidad 3

Bloques funcionales básicos

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Septiembre 2002


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CONTENIDO

Unidad 3. Bloques funcionales básicos.

1. Circuitos aritmético-lógicos. 2. Conversores de código. 3. Selectores de datos. 4. Generadores y comprobadores de paridad.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

! Distinguir entre semisumadores y sumadores completos. ! Utilizar sumadores completos para implementar sumadores en

paralelo binarios de múltiples bits. ! Explicar las diferencias entre sumadores con acarreo serie y

sumadores paralelo con acarreo anticipado. ! Utilizar los comparadores de magnitud para determinar la relación

entre dos números binarios y utilizar los comparadores en cascada para realizar comparaciones de números más grandes.

! Implementar un decodificador binario básico. ! Utilizar decodificadores BCD a 7 segmentos en sistemas con

displays. ! Emplear un codificador de prioridad BCD-binario en un sencillo

sistema con teclado. ! Convertir, utilizando dispositivos lógicos, números en código BCD a

números binarios, números binarios a código Gray, y código Gray a números binarios.

! Aplicar multiplexores para selección de datos, los displays multiplexados, la generación de funciones lógicas y sistemas sencillos de comunicaciones.

! Utilizar decodificadores como demultiplexores. ! Explicar el significado de paridad. ! Usar generadores y comprobadores de paridad para detectar errores

de bits en los sistemas digitales. ! Implementar un sencillo sistema de comunicación de datos.


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. SUMADORES (I)

Los sumadores son circuitos combinacionales muy utilizados en las computadores y en los sistemas digitales donde se procesan datos numéricos. Se distinguen fundamentalmente dos tipos:

• Semisumador. • Sumador completo

Semisumador


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1. CIRCUITOS ARITMÉTCO LÓGICOS. SUMADORES (II)

Sumador completo

A B Cin Cout Σ 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. SUMADORES (III)

Sumador en paralelo de cuatro bits (nibble)

Un sumador de cuatro bits se implementa mediante cuatro sumadores completos. Dependiendo del método utilizado para manejar los acarreos el sumador puede ser de acarreo serie o de acarreo anticipado.


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. SUMADORES (IV)

Sumadores MSI

Parámetros temporales del 74LS283


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. SUMADORES (V)

Expansión de sumadores

Conexión en cascada para formar sumador de 8 bits.

Conexión en cascada para formar sumador de 16 bits.


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. SUMADORES (VI)

Ejemplo de aplicación

Sistema de recuento de votos que proporciona simultáneamente el número de votos negativos y el número de votos afirmativos.


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. COMPARADORES (I) La función básica de los comparadores es la de comparar las magnitudes de dos cantidades binarias para determinar su relación (igualdad, mayor que, menor que).

Detección de la Igualdad

Comparador básico

Comparador de dos números de dos bits


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1. CIRCUITOS ARITMÉTICO LÓGICOS. COMPARADORES (II)

Detección de la Desigualdad

Para determinar una desigualdad entre los números A y B, se busca primero una desigualdad en una pareja de bits correspondientes (A3B3, A2B2, A1B1, A0B0). Una vez encontrada la desigualdad, se comprueba que:

• Si An=1 y Bn=0 entonces A>B. • Si An=0 y Bn=1 Entonces A<B.

Comparador MSI (74HC85)


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. DECODIFICADORES (I)

La función básica de un decodificador es detectar la presencia de una determinada combinación de bits (código) en sus entradas y señalar la presencia de este código mediante un cierto nivel de salida.

El decodificador binario básico

Decodificador de 4 bits


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. DECODIFICADORES (II)

Decodificador 1 de 16 bits (74HC154)

Ejemplo de aplicación: Habilitación de puertos E/S


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. DECODIFICADORES (III)

Decodificador BCD / Decimal (74HC42)

Decodificador BCD a 7 Segmentos (74LS47)

LT (lamp test) – Se encienden todos los segmentos. RBI (ripple blanking input) BI/RBO (blanking input/ripple blanking output)


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. DECODIFICADORES (IV)

Ejemplo de aplicación: Supresión de ceros en un display.


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. CODIFICADORES (I)

Es un circuito lógico combinacional que realiza la función inversa que un decodificador.

Codificador Decimal - BCD

Codificador Decimal – BCD (74HC147)


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. CODIFICADORES (II)

Ejemplo de aplicación : Codificador de teclado.


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. CODIFICADORES (III)

Convertidores de código

Los convertidores de código son circuitos lógicos combinacionales que permiten el paso de un código a otro. Normalmente se implementan sobre PLDs.

Convertidor BCD – binario (74184).

Convertidor binario – BCD (74185).


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2. CONVERSORES DE CÓDIGO. CODIFICADORES (IV)

Convertidor Binario – Gray.

Convertidor Gray – Binario.

Binario Gray 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0

Gray Binario 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 1 1 1


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3. SELECTORES DE DATOS. MULTIPLEXORES (I)

Cuadruple multiplexor de dos datos (74HC157A)

Son dispositivos que permiten dirigir la información digital procedente de diversas fuentes a una única línea para ser transmitida a través de dicha línea a un destino común.


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3. SELECTORES DE DATOS. MULTIPLEXORES (II)

Cuadruple multiplexor de dos datos (74HC157A)

Multiplexor de ocho entradas (74HC151)


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3. SELECTORES DE DATOS. MULTIPLEXORES (III)

Ejemplo de aplicación: Lógica de multiplexación para un display de

siete segmentos


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3. SELECTORES DE DATOS. DEMULTIPLEXORES

Realiza la función contraria al multiplexor. Toma datos de una línea y los distribuye a un determinado número de líneas de salida.

Multiplexor de 16 salidas o decodificador de 4 a 16 (74HC154)


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4. GENERADORES Y COMPROBADORES DE PARIDAD (I)

Son dispositivos que permiten detectar el cambio de uno o más bits cuando se trasfieren datos digitales de un punto a otro.

Lógica básica de la paridad

La suma (descartando los acarreos) de un número par de 1s siempre es 0 y la suma de un número impar de 1s es siempre 1.

Comprobador/generador de paridad de 9 bits (74LS280)


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4. GENERADORES Y COMPROBADORES DE PARIDAD (II)

Ejemplo de aplicación. Sistema simplificado de transmisión de

datos con detección de errores

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