CIRCUITOS COMBINACIONALES

CIRCUITOS COMBINACIONALES

Los circuitos lógicos para sistemas digitales pueden ser combinacionales o secuenciales. Un circuito combinacional consiste en compuertas lógicas cuyas salidas en cualquier momento están determinadas por la combinación actual de entradas, Un circuito combinacional realiza una operación que se puede especificar lógicamente con un conjunto de funciones booleanas.

Los circuitos secuenciales usan elementos de almacenamiento además de compuertas lógicas, y sus salidas son función de las entradas y del estado de los elementos de almacenamiento, esto último a su vez, es función de entradas anteriores.

Un circuito combinacional consiste en variables de entrada, compuertas lógicas y variables de salida. Las compuertas lógicas aceptan señales de las entradas y generan señales para las salidas. Este proceso transforma información binaria, de los datos de entrada dados a los datos de salida requeridos.

Hay varios circuitos combinacionales que se usan ampliamente en el diseño de sistemas digitales. Esos circuitos pueden conseguirse en circuitos integrados y se clasifican como componentes estándar..

PROCEDIMIENTO DE ANÁLISIS

El análisis de un circuito combinacional requiere deducir la función que realiza el circuito. Este proceso parte de un diagrama lógico dado y culmina en un conjunto de funciones booleanas, una tabla de verdad o una posible explicación del funcionamiento del circuito.

El primer paso del análisis consiste en asegurarse de que el circuito dado sea combinacional y no secuencial.

Una vez que se verifica que el diagrama lógico representa un circuito combinacional, se procede a obtener las funciones booleanas de salida o la tabla de verdad.

Para obtener las funciones booleanas de salida a partir de un diagrama lógico, el procedimiento es el siguiente:

1. Rotule con símbolos arbitrarios todas las salidas de compuerta que son función de variables de entrada. Determine las funciones booleanas para cada salida de compuerta.

2. Rotule con otros símbolos arbitrarios las compuertas que son función de variables de entrada y de compuertas previamente rotuladas . Obtenga las funciones booleanas de estas compuertas.

3. Repita el proceso bosquejado en el paso 2 hasta obtener las salidas del circuito.

4. Por sustitución repetida de funciones previamente definidas, obtenga las funciones booleanas de salida en términos de variables de entrada.

La deducción de la tabla de verdad del circuito es un proceso sencillo una vez que se conocen las funciones booleanas de salida. Para obtener la tabla de verdad directamente del diagrama lógico sin tener que deducir las funciones booleanas, se precede así:

1. Determine el número de variables de entrada del circuito. Para n entradas, forme las 2n posibles combinaciones y haga una lista de los números binarios de 0 a 2n – 1 en una tabla.

2. Rotule las salidas de compuertas selectas con símbolos arbitrarios.

3. Obtenga la tabla de verdad para las salidas de aquellas compuertas que son función únicamente de las variables de entrada.

4. Obtenga la tabla de verdad para las salidas de aquellas compuertas que son función de valores previamente definidos, hasta llenar las columnas de todas las salidas.

A B C F2 F2 T1 T2 T3 F1

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1 0 1 0 0 0 0

0 1 1 0 1 1

0 1 1 0 1 1

1 0 1 0 0 0

0 1 1 0 1 1

1 0 1 0 0 0

1 0 1 0 0 0

1 0 1 1 0 1

PROCEDIMIENTO DE DISEÑO

El diseño de circuitos combinacionales parte de la especifación del problema y culmina en un diagrama lógico de circuitos o un conjunto de funciones booleanas a partir de las cuales se puede obtener el diagrama lógico. El procedimiento implica los pasos siguientes:

1. De las especificaciones del circuito, deduzca el número requerido de entradas y salidas; asigne un símbolo a cada una.

2. Deduzca la tabla de verdad que define la relación requerida entre las entradas y las salidas.

3. Obtenga las funciones booleanas simplificadas para cada salida en función de las variables de entrada.

4. Dibuje el diagrama lógico y verifique que el diseño sea correcto-

La tabla de verdad de un circuito combinacional consta de columnas de entrada y columnas de salida. Las columnas de entrada se obtienen de los 2n números binarios para las n variables de entrada. Los valores binarios de las salidas se deducen de las especificaciones planteadas. Las funciones de salida especificadas en la tabla de verdad dan la definición exacta del circuito combinacional.

Las funciones binarias de salida enumeradas en la tabla de verdad se simplifican con cualquier método disponible, como manipulación algebraica, el método de mapa o un programa de simplificación para computadora.

EJEMPLO DE CONVERSIÓN DE CÓDIGO

La disponibilidad de una gran variedad de códigos para los mismos elementos discretos de información hace que diferentes sistemas digitales usen códigos distintos. A veces es necesario usar la salida de un sistema como entrada de otro, y hay que insertar un circuito de conversión entre los dos sistemas si cada uno usa un código distinto para la misma información.

SUMADOR-RESTADOR

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