Reporte Practicas Sumador 4 Bits
wkeiro27 de Marzo de 2013
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Introducción
En este reporte se explicara el procedimiento de creación y funcionamiento de sumadores y un flip-flop.
Los sumadores en electrónica son circuitos lógicos que calculan la operación de suma, estas operaciones generalmente se hacen en código binario. Los contadores se componen de concatenación de sumadores binarios completos de un bit, estas se realizan con concatenación de terminales de entrada y salida.
Objetivo
Mostrar el procedimiento de armado, el correcto funcionamiento y usos posibles para circuitos electrónicos tales como un sumador de 4 bits y un Flip-Flop. Mostrar la implementación y aplicación de dichos circuitos electrónicos.
Sustento Teórico Practica N° 1 Sumador de 4 bits
Material utilizado:
1. Compuertas AND
2. Compuertas NOT
3. Compuertas XOR
4. Dep Switch
5. Resistencias Electronicas
6. Leds
Compuertas AND
La arquitectura de las compuertas AND (74LS08) se define de la siguiente manera:
La compuerta AND es una de las compuertas más simples dentro de la electrónica digital.
Su representación es la que se muestra en las siguientes figuras.
La primera es la representación de una compuerta AND de 2 entradas y la segunda de una compuerta AND de 3 entradas.
Compuertas NOT
La arquitectura de las compuertas NOT (74LS04) se define de la siguiente manera:
En la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT, también llamada compuerta inversora.
La compuerta NOT como la compuerta AND y la compuerta OR es muy importante. Esta compuerta entrega en su salida el inverso (opuesto) de la entrada.
El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes:
Compuertas XOR
La arquitectura de las compuertas XOR (74LS86) se define de la siguiente manera:
En la electrónica digital hay unas compuertas que no son comunes. Una de ellas es la compuerta XOR ó compuerta O exclusiva o compuerta O excluyente.
El siguiente diagrama muestra el símbolo de una compuerta XOR (O exclusiva) de 2 entradas
Comprender el funcionamiento de esta compuerta digital es muy importante para después poder implementar lo que se llama un comparador digital
Y se representa con la siguiente función booleana
X = A.B + A.B
Dip switch
Son dispositivos electrónicos que nos permiten dar paso a datos o voltajes de acuerdo a interruptores internos. Interruptores de módem para configurar varios parámetros de comunicación. Estos parámetros puedes ser configurados también por medio de un software
LED (Diodo indicador de luz)
Led1 (de las siglas en inglés Light-Emitting Diode, diodo emisor de luz en español) se refiere a un componente opto electrónico pasivo, más concretamente un diodo que emite luz.
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente y es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su sección transversal:
En el Sistema Internacional de Unidades, su valor es expresado en Ohmios que proviene de la letra griega Omega Mayúscula, Ω
Practica N° 1
Para proceder a realizar el circuito utilizaremos el Software Multimedia Logic.
Consiste en hacer un sumador de 4 bits con 4 sumadores de 1 bit.
Esta es Su tabla de verdad
A B Carry in S Carry out
0 0 0 0 0
0 0 1 1 0
0 1 0 1 0
0 1 1 0 1
1 0 0 1 0
1 0 1 0 1
1 1 0 0 1
1 1 1 1 1
Con la tabla podemos observar todas las posibles combinaciones de entradas y así determinar el resultado final.
Practica simulada en software proporcionado por el docente de la materia.
En esta simulación podemos observar que todos los interruptores se encuentran en encendido o valor inicial 1, también observamos que todos los led están encendidos. En el primer led obtendremos un valor 1 ya que los interruptores en 1 y la tabla de verdad de la compuerta lógica XOR dice que 1,1 nos da un valor 1, así se continua sucesivamente. Los valores de las compuertas dependerán de los valores introducidos por los interruptores.
Vemos que S= (A XOR B) (Carry in) luego utilizando un somador de productos vemos que carry out =((~A)* B* Carry in)+(A*(~B*Carry in) + (A*B).
Sustento Teórico Practica N° 2
Material utilizado:
1. Compuertas AND
2. Compuertas NOT
3. Compuertas XOR
4. Dep Switch
5. Resistencias Electronicas
6. Leds
Compuertas AND
La arquitectura de las compuertas AND (74LS08) se define de la siguiente manera:
La compuerta AND es una de las compuertas más simples dentro de la electrónica digital.
La primera es la representación de una compuerta AND de 2 entradas y la segunda de una compuerta AND de 3 entradas.
Compuertas NOT
La arquitectura de las compuertas NOT (74LS04) se define de la siguiente manera:
En la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT, también llamada compuerta inversora.
El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes:
Compuertas XOR
La arquitectura de las compuertas XOR (74LS86) se define de la siguiente manera:
En la electrónica digital hay unas compuertas que no son comunes. Una de ellas es la compuerta XOR ó compuerta O exclusiva o compuerta O excluyente.
El siguiente diagrama muestra el símbolo de una compuerta XOR (O exclusiva) de 2 entradas
Comprender el funcionamiento de esta compuerta digital es muy importante para después poder implementar lo que se llama un comparador digital
Y se representa con la siguiente función booleana
X = A.B + A.B
Dip switch
Son dispositivos electrónicos que nos permiten dar paso a datos o voltajes de acuerdo a interruptores internos. Interruptores de módem para configurar varios parámetros de comunicación. Estos parámetros puedes ser configurados también por medio de un software
LED (Diodo indicador de luz)
Led se refiere a un componente opto electrónico pasivo, más concretamente un diodo que emite luz.
La resistencia eléctrica de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente y es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a su sección transversal:
En el Sistema Internacional de Unidades, su valor es expresado en Ohmios que proviene de la letra griega Omega Mayúscula, Ω
Practica N° 2
Aquí hay que hacer una sutil modificación al circuito lógico de la práctica anterior para que nos diga si la secuencia de bit resultante de la suma es o no. Para ello queremos que el primer bit sea igual al último (LSB = MSB) y el segundo al tercero, es decir queremos un 1 si ambos bit a comparar son iguales y un 0 es caso contrario, la compuerta XOR nos puede servir porque esta nos arroja un 0 si ambos son iguales y un 1 en caso contrario entonces negamos la salida de la compuerta. Una vez que tenemos las compuertas XOR las unimos con un AND porque necesitamos que sea 1 si y solo si ambas son 1, es decir, que ambos pares de bit cumplen la condición mencionada antes. El circuito lógico queda de la siguiente manera:
Después de hacer un juego de combinaciones y observar las diferentes combinaciones concluyo en que el circuito no es capicúa, porque depende de un orden en el encendido de los leds
Practica N° 3 Contador Binario
En esta práctica implementaremos un contador binario de 3 bits (es un circuito secuencial) pero que se saltee los números pares, es decir, siguiendo la siguiente secuencia: 000,001,000,011,000,101,000,111….(0,1,0,3,0,5,7 …..) Como hemos visto en clases, necesitamos 3 flip-flops JK para cada bit de conteo y un clock que nos facilite los cambios de estado en cada tick.
Esta es la tabla de un flip-flop activado en bajo:
Clock J K Q
↓ 0 0 Q
↓ 0 1 0 (resetea a 0)
↓ 1 0 1 (setea a 1)
↓ 1 1 Not Q
0 X X Q
Flip-Flop J-K
El "flip-flop" J-K, es el más versátil de los flip-flops básicos. Tiene el carácter de seguimiento de entrada del flip-flop D sincronizado, pero tiene dos entradas, denominadas tradicionalmente J y K. Si J y K son diferentes, la salida Q toma el valor de J durante la subida del siguiente pulso de sincronismo
Si J y K son ambos low (bajo), entonces no se produce cambio alguno. Si J y K son ambos high (alto), entonces en la siguiente subida de clock la salida cambiará de estado. Puede realizar las funciones del flip-flop set/reset y tiene la ventaja de que no hay estados ambiguos. Puede actuar tambien como un flip-flop T para conseguir la acción de permutación en la salida, si se conectan entre sí las entradas J y K. Esta aplicación de permutar el estado, encuentra un uso extensivo en los contadores binarios.
Esta es la Simulación de los circuitos realizada en el software Multimedia Logic.
Observamos cómo los 3 leds dependen del pulso del primer flip-flop
Tambien observamos que al encender el segundo swich el pulso es constante y porlo tanto varia el voltaje en los 3 leds.(Parpadea constantemente)
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