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8/18/2019 Tecnolgia Digital

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Sistemas Digitales Unidad II

UNIDAD II

SISTEMAS COMBINACIONALES:

2.1 Diseño de sistemas combinacionales2.2 Maas de !a"na#$%2.2.1 nciones Incomletas2.' Ci"c#itos Combinacionales MSI2.'.1 Decodi(cado"es2.'.1.1 Decodi(cado" E)citado2.'.1.2 Decodi(cado" no e)citado2.'.2 Codi(cado"es2.'.2.1 Codi(cado" de Decimal a BCD2.'.2.2 Codi(cado" de Octal a BCD2.'.' M#ltile)o"es2.'.'.1 M#ltie)o" de * canales2.'.'.2 M#ltile)o" de + canales2.'.'.' M#ltile)o" de 1, canales2.'.* Dem#ltile)o"2.'.*.1 Dem#ltile)o" de *)12.'.- Coma"ado" de ma$nit#d2.'., Ci"c#itos A"itmticos2.'.,.1 Semis#mado"

2.'.,.2 S#mado" total2.'.,.' Semi"estado"2.'.,.* /estado" total2.'.,.- Blo0#es de s#mado"es "cticos de c#at"o bits2.'.,., Ci"c#itos "estado"es2.'.,. Ci"c#ito s#mado"3"estado"

OB4ETI5OS.


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Al concl#i" esta #nidad6 #sted esta" caacitado a"a:

• Diseña" sistemas combinacionales• Emlea" maas de !a"na#$% a"a simli(ca" 7#nciones l8$icas• Com"ende" la 7#ncionabilidad de los ci"c#itos combinacionales• Emlea" decodi(cado"es e)citados a"a desle$a" n9me"os

decimales• Codi(ca" #n n#me"o decimal # octal en BCD #tiliando

codi(cado"es• Con;e"ti" in7o"maci8n de se"ie a a"alelo < ;ice;e"sa emleando

m#) < dem#)• Coma"a" dos n9me"os de * bits emleando #n coma"ado" de

ma$nit#d• S#ma" < "esta" dos n9me"os de * bits emleado el s#mado"

INT/ODUCCI=N.

Un ci"c#ito combinacional es #n ci"c#ito c#


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SISTEMAS COMBINACIONALES

2.1 Diseño de circuitos combinacionales.En in$enie">a se entiende o" diseña" el "oceso o" el c#al se obtiene el

ob?eto edido a a"ti" de #nas esec#laciones iniciales. C#ando diseñamos ci"c#itoscombinacionales6 estamos %aciendo lo mismo. @a"timos de #nas eseci(cacionesiniciales < obtenemos #n es0#ema 0#e indica 0#e com#e"tas bsicas # ot"oselementos %a< 0#e #tilia" as> como la inte"cone)i8n 0#e %a< ent"e ellos.

Los asos 0#e se$#i"emos a"a el diseño son los si$#ientes:

1- Est#dio de las eseci(caciones iniciales6 este #nto a"ece sencillo e"o esnecesa"io como s# estadode ac#e"do al en#nciado del "oblema. Las ;a"iables #eden "e7e"i"se a #nc8di$o6 n#me"o6 o a #na ma$nit#d 7>sica teme"at#"a6 "esi8n6 ;elocidad6acele"aci8n6 etc.

2- Obtenci8n de la tabla de ;e"dad < 7#nciones booleanas necesa"ias. En7#nci8n del establecimiento de las ;a"iables de ent"ada < salida se elabo"a latabla de ;e"dad obteniendo la 7#nci8n SO@6 es deci" la s#ma de "od#ctos0#e co""esonden a las combinaciones 0#e dan #n 1 l8$ico a la salida.

3- Simli(caci8n de la 7#nci8n booleana. a< 0#e imlementa" la me?o" 7#nci8nde mane"a 0#e debemos "ed#ci"la #tiliando teo"emas bolanos 0#e nose"mitan #tilia" el meno" n#me"o de com#e"tas.

4- Imlementaci8n de la 7#nci8n #tiliando com#e"tas l8$icas. A0#> odemos ono tene" cie"to tio de "est"icciones en c#anto al tio de com#e"ta 0#e se"e0#ie"e a"a const"#i" el ci"c#ito l8$ico.

E?emlos:13 Diseñe #n ci"c#ito l8$ico 0#e ten$a t"es ent"adas A6 B6 < C. C#


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P2- Establecimiento de la tabla de verdad.

P3- Simplifcando la unción SP a trav!s de los teoremas del "l#ebrade $oole

P%3 &ircuito 'ó#ico.

C

B

A

F

23 Una com#tado"a "ealia las combinaciones a"a #n ci"c#ito l8$ico de t"esent"adas6 el tiemo de d#"aci8n de cada combinaci8n es de 1- se$#ndos.3 Seide const"#i" #n ci"c#ito l8$ico a"a mane?a" #n sem7o"o6 el c#al debee"manece" *- se$ en ;e"de6 ' se$ en ama"illo6 < *- se$ en "o?o.

P1- Establecimiento de las variables de entrada y salida.

Variables de Entrada: Sea #na combinaci8n bina"ia de t"es ;a"iables A6 B6 < C con #na d#"aci8n de

1- se$#ndos.


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Nota. C#ando se t"ata de #na combinaci8n bina"ia o de #n n9me"o no esnecesa"io establece" el estado l8$ico de las ;a"iables de ent"ada.

Variable de salida:

Sea 56 A6 < / las ;a"iables de salida tal 0#e:

6 es la salida en ;e"de con #na d#"aci8n de *- se$#ndos. F6 es la salida en ama"illo con #na d#"aci8n de ' se$#ndos./6 es la salida en "o?o con #na d#"aci8n de *- se$#ndos.





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CBA

RYG

'3 Es necesa"io diseña" #n sistema de ala"ma a"a detecta" teme"at#"as

e)cesi;as de #na calde"a de ;ao". Se disone de t"es t"ansd#cto"es osenso"es6 #no de ellos monito"ea la teme"at#"a del a$#a en la calde"a6 elot"o la teme"at#"a de la c%imenea6 < el te"ce"o el estado de encendido <aa$ado del $ene"ado". Se desea $ene"a" #na señal de ala"ma c#ando el$ene"ado" este encendido <


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A

B

C

F

2.2 Mapas de Karnaugh.

El l$eb"a booleana es la base a"a c#al0#ie" simli(caci8n de 7#ncionesl8$icas.3 Una de las 7o"mas ms 7ciles de simli(ca" las 7#nciones l8$icas consisteen #tilia" el mtodo de los maas de !a"na#$.3 Este mtodo esta basado en losteo"emas bolanos6 < es #no de los di;e"sos mtodos #tiliados a"a simli(ca"ci"c#itos l8$icos.

En "es#men6 los asos a"a simli(ca" #na e)"esi8n l8$ica #tiliando maasde !a"na#$% son los si$#ientes:

13 Obtene" la 7#nci8n SO@minte"ns en 7o"ma n#m"ica de la tabla de;e"dad.

23 Const"#i" el maa #tiliando el c8di$o $"a< deac#e"do al n9me"o de;a"iables de la tabla de ;e"dad.

'3 Coloca" #n GG1GG en la casilla co""esondiente del maa a"a cada


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miste"ns t"mino 0#e %ace #no la 7#nci8n de salida de la 7#nci8nobtenida en el n#me"al 1.

*3 A$"#a" los 1s en 7o"ma ad


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'3 @a"a obtene" la 7#nci8n de salida ;amos tomando cada #no de los laos6

conside"andoEl lao ;e"tical obse";amos 0#e ;e"ticalmente la ;a"iable B6 cambia de #naosici8n a ot"a o" lo tanto la eliminamos.3 o"iontalmente la ;a"iable B notiene con 0#ien coma"a" o" la tanto se conside"a la ;a"iable.3 @a"a el lao%o"iontal cambian los aeles6 %o"iontalmente la ;a"iable B estacambiando de #na osici8n a ot"a o" lo tanto se desca"ta6 ;e"ticalmente la;a"iable A no tiene con 0#ien coma"a" o" lo tanto se conside"a la ;a"iable.La 7#nci8n de salida se":

&ABH A J B6 la c#al es #na 7#nci8n a s# m>nima e)"esi8n.

23 Dada la 7#nci8n SO@ n#m"ica &ABCH1626'6-66 simli7ica"la #tiliandomaas de

!a"na#$%.

La 7#nci8n 0#e obtenemos del maa es la si$#iente: K &ABCH AB J C

*3 Dada la 7#nci8n l8$ica simli(ca"la #tiliando maas de a"na#$%.


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&ABCDH 6 16 26 '6 16 11

*

Obteniendo la 7#nci8n simli(cada: K K K K &ABCDH AB J BC Sacando 7acto" com9n B K &ABCDH BA J C 5eamos al$#nos e?emlos de ci"c#itos combinacionales alicandomaas de a"na#$% en la simli(caci8n de la 7#nci8n SO@.

13 Diseña" #n ci"c#ito de cont"ol a"a #n moto".3 El ci"c#ito de cont"oldebe acti;a" #na salida con el (n de 0#e se on$a en ma"c%a #n moto" c#andose den cie"tas condiciones de ent"ada.3 el moto" se ond" en ma"c%a c#ando#no o ambos detecto"es se acti;e siem"e < c#ando la lla;e de cont"ol esteacti;ada.3 @o" ot"a a"te e)isti" ot"a salida ms 0#e ond" en ma"c%a #nasi"ena c#ando #na ent"ada de se$#"idad se acti;e.3 Dic%a salida adems de

indica" la detecci8n de #na anomal>a en el "oceso a "ealia" como medida dese$#"idad6 cada ;e 0#e se acti;e a"a" el moto".3 La est"#ct#"a de blo0#es sem#est"a en la ($. 2.1


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&i$. 2.1 Est"#ct#"a simli(cada del sistema de cont"ol

A< B: Ent"adas de acti;aci8n del moto" inte""#to"es6 (nales de ca""e"a6detecto"es de "o)imidad6 etc. S# acti;aci8n 1 one en ma"c%a el moto".C: @#esta en ma"c%a del sistema6 lla;e de ONO&& ONH1.D: Ent"ada a"a detecto" de se$#"idad cada ;e 0#e se acti;e se a"a el moto"< se one en ma"c%a la si"ena.M: Salida a"a la acti;aci8n del moto".

S: Salida a"a la acti;aci8n de la si"ena.

Con esta in7o"maci8n lanteamos las ;a"iables de ent"ada < salida:

Variables de Entrada: 3 Sea D el detecto" de se$#"idad.

3 Sea C6 la lla;e 0#e one en ma"c%a el sistema.

3 Sea A < B6 inte""#to"es de acti;aci8n del moto".

Variable de salida:

- Sea M6 la acti;aci8n del moto"


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3 Sea S6 la acti;aci8n de la ala"ma


P3- Simplifcando la unción SP para ( y S a trav!s de mapas de)arnau#*


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Obteniendo las 7#nciones a"a M < S


Utiliando el Ci"c#it Mae"

ABCD

SM

2.2.1 Funciones IncompletasA la 7ec%a se %an desa""ollado 7#nciones en las c#ales a"a cadacombinaci8n de las ent"adas se de(ne #n ;alo" 1 en la 7#nci8n6 estas7#nciones se denominan totalmente de(nidas. E)isten 7#nciones no totalmente de(nidas denominadas 7#ncionesincomletas 0#e son a0#ellas en las 0#e a"a #na o mas combinaciones deent"ada6 a la salida se le #ede asi$na" el ;alo" de o 1 indistintamente. Las "aones 0#e o"i$inan esta 7#nci8n son las si$#ientes:a C#ando no #eden e)isti" #na o ms combinaciones de las ;a"iables de

ent"ada.b C#ando la 7#nci8n esta in%ibida con #n o #n 1 e"manentemente sin

imo"ta" c#ales son las combinaciones de ent"ada.5eamos al$#nos e?emlos:


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1- Utiliando maas de a"na#$% simli(0#e la 7#nci8n incomleta si$#iente:

&DCBAH 16 '6 ,6 +6 16 11 J 6 26 *6 126 1'

23 Se tienen c#at"o inte""#to"es S16 S26 S'6 < S* 0#e son a"te de la ci"c#ite">ade cont"ol de #na m0#ina coiado"a.3 Los inte""#to"es se enc#ent"an endistintos #ntos de a lo la"$o del camino 0#e "eco""e el ael dent"o de lam0#ina.3 Cada inte""#to" esta no"malmente abie"to < c#ando el ael asasob"e los inte""#to"es6 este se cie""a.3 Es imosible 0#e los inte""#to"es S1 <S* se cie""en al mismo tiemo.3 Diseñe #n ci"c#ito l8$ico 0#e $ene"e #na salidaalta cada ;e 0#e dos o ms inte""#to"es estn ce""ados al mismo tiemo.3Utilice maas de a"na#$% < a"o;ec%e las ;enta?as 0#e o7"ecen lascondiciones de no imo"ta.

Establecimiento de las variables de entrada y salida.

Variables de Entrada: Sea S16 S26 S'6 < S* inte""#to"es de cont"ol

Variable de salida:

Sea &6 la señal de salida



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P3- Simplifcando la unción SP a trav!s de (apas de +arnau#*

P%3 &ircuito 'ó#ico. Utiliando el Ci"c#it Mae"

F

S4S3S2S1

2.3 Circuitos Combinacionales (MSI)

Las inno;aciones de tcnicas de in;esti$aci8n e"mite la "ealiaci8n enci"c#itos


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inte$"ados de sistemas combinacionales comle?os 7o"mados o" #n dete"minadon9me"o de com#e"tas l8$icas.3 Ent"e los ci"c#itos combinacionales MSI odemosmenciona":

a3 Decodi(cado"esb3 Codi(cado"es

c3 M#ltile)o"esd3 Dem#ltile)o"ese3 Coma"ado"es de Ma$nit#d73 S#mado"

2.3.1 Decodifcadores. Los decodi(cado"es son sistemas combinacionales 0#e $ene"an "od#ctoscan8nicos de #na combinaci8n bina"ia alicada a s#s ent"adas de mane"a 0#econ;ie"te #n c8di$o bina"io de P bits en F l>neas de salida.3 Los decodi(cado"es seclasi(can en dos tios:

a- Decodi(cado"es E)citados6 se acti;a ms de #na salida a la ;e. b- Decodi(cado"es no E)citados6 s8lo se acti;a #na salida a la ;e.

2..!.! Decodifcadores "#itadosSon decodi(cado"es de BCD a siete se$mentos osee * l>neas de ent"ada D6

C6 B6 A < siete l>neas de salida a6b6c6d6e676$.3 El disositi;o aceta en s#sent"adas #n c8di$o BCD de * bits < lo con;ie"te en c8di$o de siete bits 0#e ale)cita" #n disla< se ;is#alia el d>$ito decimal co""esondiente3Q.

Un disla< de siete se$mentos consiste en #na dete"minada dist"ib#ci8n desiete led en el blo0#e6 cada #no de los #ntos l#minososLED6 aa"ecee)te"namente en 7o"ma de ba""a denominada se$mento.3 Se$9n los se$mentosacti;ados6 #ede ;is#alia"se los n9me"os decimales del al Q.3 @o" e?emloacti;ando los se$mentos a6 b6 d6 e6 < $ se obtiene la "e"esentaci8n del n9me"odecimal 2.3 Los disla< los %a< de nodo com9n < ctodo com9n6 de la mismamane"a los %a< en los decodi(cado"es.3 Los decodi(cado"es de nodo com9n lassalidas son ba?as acti;as6 esto si$ni(ca 0#e #na salida acti;ada debe esta" en ce"o <#na desacti;ada en #no.

&i$. 2.2 Decodi(cado" < disla< de nodo com9n


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Las condiciones no"males de oe"aci8n de cada se$mento de #n disositi;ode "e"esentaci8n ;is#al de siete se$mentos basado en led6 son 2mA a 1.-56 o"lo 0#e la "esistencia de "otecci8n estnda" a"a el disla< se" de 22R.

E)isten ;a"ios decodi(cado"es MSI de BCD a se$mentos bina"io a

decimal diseñadas esec>(camente a"a mane?a" disla< de nodo com9n6ctodo com9n < c"istal l>0#ido.3 Los si$#ientes son al$#nos e?emlos.

• *--6 *-,6 *-*': decodi(cado"es a"a disla< de c"istal l>0#ido

• *-116 *+6 *LS*+6 *C*+6 +',+: decodi(cado"es a"a disla< dectodo com9n.

• **6 *LS*6 *LS2*6 +'*: decodi(cado"es a"a disla< denodo com9n.

@o" e?emlo el decodi(cado" *LS* most"ado en la ($#"a 2.' es #no de losms #sados en las ;is#aliaciones.

&i$.2.' @in o#t del decodi(cado" a se$mentos *LS*

&i$. 2.* Deslie$#e n#m"ico a"a el decodi(cado" *LS*.


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&i$.2.* Tabla de ;e"dad a"a el Decodi(cado" SN*LS* KK KK KKK KKK

El decodi(cado" tiene t"es ent"adas de cont"ol LT6 BI/BO6 /BI6 de las c#alesla ms #tiliada es LT6 la c#al "#eba 0#e todas las salidas del decodi(cado" estnen b#en estado 6;e" 9ltima (la de la tabla de ;e"dad de la ($. 2.*. Utiliando el sim#lado" di$ital imlemente la #nidad decodi(cado"a.3 En elsim#lado" di$ital no es necesa"io coloca" las "esistencias de "otecci8n a"a eldisla


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En la ($#"a 2.- se ;e"a la dist"ib#ci8n del los se$mentos del disla< denodo com9n < ctodo com9n.

&i$.2.- Dist"ib#ci8n de los se$mentos a"a los disla<

2..!.2 Decodifcadores no "#citados A di7e"encia de los decodi(cado"es e)citados estos decodi(cado"es solo seacti;a #na sola salida a la ;e de las salidas con n ;a"iables de ent"ada.3ene"almente estos disositi;os estn diseñados a"a "od#ci" salidas en ba?o.3Adems estn diseñados a"a con;e"ti" #na in7o"maci8n bina"ia en c8di$o n#m"icooctal6 %e)adecimal < decimal.3 Ot"as alicaciones es a"a "ealia" 7#nciones l8$icas <a"a oe"a" como dem#ltile)o". En la ($#"a 2., se m#est"a #n decodi(cado" de 2 a *dos ;a"iables de ent"ada< c#at"o salidas o decodi(cado" 1 de * de las c#at"o salidas #na sola se acti;a" ala ;e

&i$.2., Decodi(cado" 1 de *

Obteniendo la tabla de ;e"dad.

El ci"c#ito lo "e"esenta"emos solo con com#e"tas NAND6 a"a ello

ne$a"emos dos ;eces cada salida < oe"amos el comlemento inte"no6 de talmane"a 0#e obtenemos los "od#ctos.


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B AG

Q3Q2Q1Q0

,ecodifcador de $inario a ctal

Este decodi(cado" es llamado decode" de ' a + o 1 de +.3 En la 7amilia TTLtenemos el SN*LS1'+.

&i$. 2., in o#t del decodi(cado" SN*LS1'+


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En el decodi(cado" *LS1'+ las ent"adas 2A6 2B6 < 1 son de cont"ol <%abilitan el decodi(cado".3 Ot"a 7#nci8n es la de cascada es deci" 0#e se #edenobtene" decodi(cado"es de ma


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,ecodifcador de $inario a eadecimal

Este es #n decodi(cado" de * a 1, o 1 de 1,.3 En la 7amilia TTL es elSN*LS1-* como se m#est"a en la ($.

Del dia$"ama de blo0#es odemos ;e" 0#e s#s salidas son ba?as acti;as dei$#al mane"a s#s dos ent"adas %abilitado"as.3 5eamos al$#nas alicaciones6 en al($#"a 2. se #ede a"ecia" #n sec#enciado" de l#ces.3 En la ($#"a 2.+ se %aimlementado #na 7#nci8n l8$ica.


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2.3.2 Codifcadores.

Los codi(cado"es son sistemas combinacionales de ent"adas < n salidas6"ealiadas de tal 7o"ma 0#e c#ando #na de las ent"adas adota #n estado l8$icodete"minado 1 o 6 l#e$o a la salida aa"ece la combinaci8n bina"ia co""esondienteal n9me"o de ent"ada decimal # octal6 o" lo 0#e dic%os comonentes "ealian la

7#nci8n in;e"sa de los decodi(cado"es. Los codi(cado"es se enc#ent"an t>icamente como ci"c#itos de adataci8nent"e los teclados < el sistema di$ital. Tios:

a Codi(cado"es sin "io"idad.3 Son de oca #tilidad < se ca"acte"ian o"0#e alacti;a" ms de #na ent"ada6 la combinaci8n bina"ia a la salida contienetodos los n9me"os co""esondientes a las combinaciones bina"ias de lasent"adas acti;adas < o" lo 0#e este decodi(cado" es "ecomendable 0#esolamente debe acti;a"se #na ent"ada a la ;e.

b Codi(cado"es con "io"idad.3 Estos codi(cado"es se acti;an a"a la ent"ada

de maneas de ent"ada < * l>neas de salida.3 C#ando se acti;a ba?os acti;os #na de lal>neas de ent"ada maneas de salida se "ee?a el c8di$oBCD co""esondiente en 7o"ma in;e"tida.3 @a"a obtene" el c8di$o co""ecto esnecesa"io conecta" a cada salida #n in;e"so".3 En este codi(cado" se dice 0#e el ce"oes ;i"t#al


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&i$.2.Q Unidad codi(cado"a < decodi(cado"a

2..2.2 Codifcador de ctal a $CD (S%&'S!'*) Los codi(cado"es de octal a BCD son codi(cado"es de "io"idad con + l>neasde ent"ada del al < ' l>neas de salida A6 B6 < C .3 C#ando se acti;a ba?osacti;os #na de la l>neas de ent"ada maneas de salida se"ee?a el c8di$o BCD co""esondiente en 7o"ma in;e"tida.3 @a"a obtene" el c8di$oco""ecto es necesa"io conecta" a cada salida #n in;e"so".3 Adems disone de #naent"ada de in%ibici8n E1 < dos salidas denominadas Eo < s.3 La "ime"a indica 0#etodas las ent"adas estn a ni;el alto6 < la se$#nda nos indica 0#e al$#na de lasent"adas %a sido acti;ada.


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2.3.3 Multiple#ores. Un m#ltile)o" es #n ci"c#ito combionacional 0#e selecciona in7o"maci8nbina"ia de ent"e ;a"ias l>neas de ent"ada a #na sola l>nea de salida6 la selecci8n de#na l>nea en a"tic#la" de ent"ada es cont"olada o" #na l>nea o con?#nto de l>neas.

E)isten l>neas de ent"ada < n l>neas de selecci8n c#


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a"alelo a se"ie.

Los m#ltile)o"es son llamados MUP < se enc#ent"an de 26*6+61,6 %astacanales6 con n ;a"iables de selecci8n.3 @o" e?emlo #n m#) de + canales tiene '

;a"iables de selecci8n


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De la tabla de ;e"dad odemos ;e" a"a la "ime" (la 0#e c#ando el st"obetiene #n ni;el alto el m#) esta des%abilitado.3 @o" ot"o lado los c#at"o m#)coma"ten la misma ent"ada de selecci8n lo 0#e e"mite t"ansmiti"sim#ltneamente en los c#at"o m#).3 ;eamos #n e?emlo en la ($. 2.11 de estaca"acte">stica.

&i$ 2.11 El m#) t"ansmite la in7o"maci8n 0#e esta en el canal A

Si la ent"ada de selecci8n asa a 16 se selecciona el canal B < se t"ansmiti"el n9me"o seis.

2...! Multiple#or de ' canales

A ni;el de TTL tenemos el m#) SN*LS1-'6 el c#al en s# inte"io" tienedos m#) de *)1.


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&i$. 2.12 ino#t < tabla de ;e"dad del m#ltile)o" d#al SN*LS1-'

Deac#e"do a la tabla de ;e"dad odemos obse";a" 0#e a"a la "ime" (la elm#) esta des%abilitado


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&i$.2.1' m#ltile)o" de +)1 a a"ti" de m#) *)1

2...2 Multiple#or de * canales

El m#ltile)o" SN*LS1-1 es #n m#ltile)o" de + canales de ent"ada D3D6t"es l>neas de selecci8n CBA6 dos salidas6 #na no"mal F < la ot"a in;e"tida 6 laent"ada de %abilitaci8n V acti;a en ba?o.


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5eamos #na alicaci8n del m#ltile)o" en la t"ansmisi8n de datos en la ($#"a2.1*

Y7

Y6

Y5

Y4

Y3

Y2

Y1

Y0

CP1CP2

Q1Q2

V4

74LS932MR13MR2

14 CP01 CP1

11Q38Q29Q112Q0

U4

+V

5V

ab!"#$%

V+

D&SP174LS47A3A2A1A0

'"('RB&

$#"!ba

RBO

U3

+V5V

D7

D6

D5

D4

D3

D2

D1

D0

74LS138

A2A1A0

E3E2E1

Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0

74LS151

&7&6&5&4&3&2&1&0

ES2S1S0

YY)

&i$.2.1* t"ansmisi8n de datos de + canales

2... Multiple#or de !+ canales

El m#ltile)o" SN*LS1- es #n m#ltile)o" de 1, canales de ent"ada E3E1-6 c#at"o l>neas de selecci8n DCBA6 #na salida in;e"tida 6 la ent"ada de%abilitaci8n V acti;a en ba?o.


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Ot"a de las alicaciones de los m#ltile)o"es es la de ode" imlementa"7#nciones l8$icas6 ;eamos #n e?emlo.

E?emlo. Imlemente la 7#nci8n &CBAH 6 26 *6 ,

2.3.4 Demultiple#ores.

Un dem#ltile)o" dem#) o dist"ib#ido" de datos ($. 2.1- es #n ci"c#itol8$ico combinato"io con #na l>nea de ent"ada I 6 < cie"to n9me"o de l>neas deselecci8n S6 < #n cie"to l>neas de salida O o ;>as 0#e6 de ac#e"do a #n c8di$oalicado en las l>neas de selecci8n6 t"ans(e"e el dato "esente en la ent"ada a #nade las salidas.

&i$. 2.1- Dia$"ama de blo0#e de #n dem#ltile)o"

En ot"as alab"as6 #n dem#ltile)o" "ealia la 7#nci8n cont"a"ia de #nm#ltile)o" o selecto" de datos asa" #na in7o"maci8n de a"alelo a se"ie. Un dem#ltile)o" se #ede tambin #tilia" como #n decodi(cado"6 en;iandola l>nea de ent"ada a #n ni;el alto o ba?o6 deendiendo del diseño6 < #tiliando lasl>neas de selecci8n a"a s#minist"a" los c8di$os de ent"ada.3 Del mismo modo #n

decodi(cado" #ede emlea"se como #n dem#ltile)o" #tiliando las ent"adas dec8di$o como l>neas de selecci8n < la l>nea de %abilitaci8n como ent"ada de datos.3


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Al$#nos dem#ltile)o"es en 7o"ma inte$"ada en la 7amilia TTL son: SN*LS1--6SN*LS1'+6 SN*LS1-*6 SN*LS1'Q etc.

2..'.! Demultiple#ores de '#!

El dem#ltile)o" SN*LS1--.3 Es #n dem#) de * ;>as bsico6 osee * canalesde salida6 2 de selecci8n < #na de ent"ada.3 Este disositi;o contiene dos dem#) de1 a * l>neas en #na misma cs#la de 1, ines. El dem#ltile)o" SN*LS1-- #ede oc#a"se tambin como #n dem#ltile)o"de 1 a + l>neas.3 Los dos dem#) coma"ten las mismas l>neas de selecci8n A < B6e"o cada #na tiene s#s "oias l>neas de ent"ada C6 de %abilitaci8n 6 < de salidaF6F16F26F'.

&i$.2.1, tabla de ;e"dad del dem#ltile)o" *ls1--.

En la ($#"a 2.1 se m#est"a en 7o"ma de dia$"amas de blo0#es la 7o"ma deoe"a" el combinacional SN*LS1'+ como decodi(cado" < como dem#ltile)o".3Como dem#ltile)o" se #eden #tilia" a"a ent"ada de datos c#al0#ie"a de lasent"adas de selecci8n 16 2A6 2B.


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&i$. 2.1 el combinacional SN*LS1'+ oe"ando como decodi(cacdo" < comodem#ltile)o"

2.3.5Comparador de Magnitud.

Los ci"c#itos coma"ado"es son sistemas combinacionales 0#e coma"an lama$nit#d de dos n9me"os de n bits e indican c#l de ellos es ma e)iste i$#aldad ent"e ellos. E)isten coma"ado"es de * bits < de + bits.3 Adems de las co""esondientesent"adas de datos disonen de t"es ent"adas ms 0#e #eden in7o"ma" sob"e #nasit#aci8n ante"io"6 < 0#e se #san a"a conecta" en cascada distintos coma"ado"es6de mane"a 0#e #edan const"#i"se coma"ado"es de ma


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&i$. 2.1Q Tabla de ;e"dad del coma"ado" de ma$nit#d SN*LS+-

En la ($#"a 2.2 se m#est"a la 7o"ma de oe"a" el coma"ado" de ma$nit#d#tiliando el ci"c#i Wia"d.

&i$.2.2 El coma"ado" de ma$nit#d coma"a dos n#me"os i$#ales


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A%o"a ;eamos #na alicaci8n donde se conectan dos coma"ado"es encascada a"a coma"a" dos n9me"os de + bits..3 En la ($#"a 2.21 odemos obse";a"0#e el coma"ado" menos si$ni(cati;o s# ent"ada de cascada AHB debe de tene"#n ni;el alto6 esta es #na condici8n a"a ode" coma"a" dos n9me"os de mas de *

bits.

&i$. 2.21 Coma"ado" de + bits

2.3.6 Circuitos ,ritm-ticos.

En los sistemas de elect"8nica di$ital6 se$9n las alicaciones6 #ede se"necesa"ia #na cie"ta caacidad de "oceso a"itmtico.3 Es el caso o" e?emlo desistemas de cont"ol ind#st"ial en los c#ales la acti;aci8n de los elementos de salidamoto"es6 elect"o;l;#las6 etc. deenda del "es#ltado de cie"tas oe"acionesa"itmticas "ealiadas con ma$nit#des n#m"icas de ent"ada6 o bien dic%os"es#ltados se ten$an 0#e "e"esenta" o" #n disla


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Incl#so en los mic"o"ocesado"es se lle;an a cabo tambin6 0#e son la basede la est"#ct#"a de los com#tado"es < de los a#t8matas6 s# #nidad a"itmtica se7#ndamenta se 7#ndamenta tambin en #n disositi;o s#mado".

2..+.! Semisumador. El ci"c#ito semis#mado"%al7 adde" es la m>nima e)"esi8n de #n ci"c#itos#mado" ($.2.22 tiene dos ent"adasA < B6 a"a los bits a s#ma"6 < dos salidas la

salida de "es#ltado6 Σ, y la de acarreo de salida Co. Realiza la suma aritmética entre

dos bits, o sea la operación: A + B= Σ

i!. "."" #emisumador

2..+.2 Sumador total.

No obstante6 a"a ode" "ealia" s#mas con datos de mas de #n bits6 es"eciso 0#e el ci"c#ito s#mado" ten$a #na ent"ada de aca""eo Cin a"a ode" as> s#ma" #n osible aca""eo de #na etaa ante"io" de la s#ma.3 Aa"ece entonces laest"#ct#"a del blo0#e s#mado" total7#ll adde" ($. 2.2'.3 Se di7e"encia delsemis#mado" en 0#e tiene ent"ada de aca""eo Cin.3 Mediante este blo0#e


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&i$.2.2' Blo0#e del s#mado" total < tabla de ;e"dad

A%o"a %a"emos #n e?emlo #tiliando los blo0#es del semi s#mado" < s#mado"total.3 E?emlo: diseña" #n s#mado" de dos n9me"os de c#at"o bits #tiliando losblo0#e de los s#mado"es.

S#ma" AH 11 < BH 111

2..+. Semirestador. El ci"c#ito semi"estado"%al7 adde" es la m>nima e)"esi8n de #n ci"c#ito"estado" ($.2.2* tiene dos ent"adasA < B6 a"a los bits a "esta"6 < dos salidas la

salida de "es#ltado6 $i, y la de acarreo de salida Co. Realiza la resta aritmética

entre dos bits, o sea la operación: A % B = $i


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&i$.2.2* s El simi"estado" < s# tabla de ;e"dad

2..+.' estador total.

No obstante6 a"a ode" "ealia" "estas con datos de mas de #n bits6 es"eciso 0#e el ci"c#ito "estado" ten$a #na ent"ada de "estamo Bin a"a ode" as> "esta" #n osible "estamo de aca""eo de #na etaa ante"io" de la "esta.3 Aa"eceentonces la est"#ct#"a del blo0#e "estado" total7#ll s#st"acti8n ($. 2.2-.3 Sedi7e"encia del semi"estado" en 0#e tiene ent"ada de "estamo Bin.3 Mediante esteblo0#e a no"maliada es como se m#est"a en la ($#"a 2.2,.


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&i$.2.2, S#mado" de * bits SN*LS+'

En la ($#"a 2.2 se m#est"a la alicaci8n del s#mado" en el c#al toma dosn9me"os de * bits: AH 11H Q 6 BH 1H + < los s#ma c#ando la ent"ada deaca""eo Cin tiene estado l8$ico ce"o6 dando como "es#ltado #n n9me"o bina"io de

- bits SH 11H 1.

&i$.2.2 Alicaci8n del s#mado" de * bits *ls+'

2..+.+ Circuitos estadores

De la misma mane"a 0#e se %a lanteado la "ealiaci8n del blo0#e s#mado"

total6 tambin se #ede desa""olla" #n blo0#e 0#e "ealice la "esta.3 A#n0#e lo 0#eno"malmente se %ace es #tilia" tambin los blo0#e s#mado"es a"a "ealia" "estas6


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con lo c#al se simli(ca la ci"c#ite">a a"itmtica.3 Esto se %ace as> %asta en las#nidades l8$ico3a"itmticas6 ALU de los mic"o"ocesado"es. @a"a esto se "ecisa ode" oe"a" con n9me"os bina"ios ne$ati;os < ositi;os6o sea con si$no.3 Esto se basa en el "inciio de 0#e #na "esta es como s#ma" #nn9me"o ne$ati;o6 as>:

A X B H A J 3B 6 - X 'H - J 3'H 2

As> #es6 #tiliando n9me"os bina"ios con si$no es osible "ealia" tambin"estas mediante ci"c#itos s#mado"es. La notaci8n en comlemento a dos es #na 7o"ma de codi(caci8n de losn9me"os bina"ios en el c#al aa"ecen n9me"os con si$no6 o sea6 ositi;os <ne$ati;os. Aa"ece el conceto de bit de si$no BS es #n bit del dato 0#e indica elsi$no del n9me"o.3 Dic%o bit es el de ms eso del n9me"o6 el 0#e esta ms a lai0#ie"da MSB.3 As> la est"#ct#"a de #n dato en comlemento a dos es:

La "e$la indicati;a del si$no es : BSH → número positivo (+) BS= 1 → número negativo (-)

Por lo tanto, en esta notación, de un dato de n bits sólo se disponen de n-1 bits para la

magnitud o valor numrico, !a "ue el bit de m#s peso sólo vale para indicar el signo$

%as cantidades positivas aparecen igual "ue en el binario natural, siempre con el bit de

m#s peso a &$- %as cantidades negativas no se obtienen simplemente poniendo el bit de signo

a 1, sino "ue aparecen según una codi'icación determinada, para "ue al operar

aritmticamente con dicos números se obtengan resultados correctos$

Para la obtención de los números negativos se parte de los números binarios naturales, o

positivos, ! se realian las dos operaciones siguientes*

1$ Se complementa el número a convertir los ceros se pasan a unos ! losunos a ceros$

$ Se suma uno al complemento allado$

Por eemplo*

. → -.

& 1 & 1 = +. Binario natural /omplementando

1 & 1 & +

Sumando 1

& & & 1 =1 0 1 1


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0ealiar 2 . = + (-.)=

1 1 1 1

& 1 1 1 +

1 & 1 1 =

& & 1 & →

/uando se genera acarreo en los bits de m#s peso, este no se tiene en cuenta, !a

"ue procede de la suma de los bits de signo$- %os resultados negativos obviamente, aparecen

en complemento a dos podemos conocer su valor complementando su valor ! sum#ndole 1,

con lo cual pasamos el número a positivo$- Por eemplo, s3 el resultado nos da un valor negativo

1&1&, complement#ndolo ! sum#ndole 1 se obtiene ste en su 'orma positiva* &11&, "ue es 4

en decimal por lo tanto, 1&1&= 5 4$

Bas#ndonos en el principio de "ue, utiliando números negativos, las restas se pueden

realiar sumando, se puede dise6ar un circuito restador basado en un blo"ue sumador como se

muestra en la 'igura $7$

8ig$$7 /ircuito restador

2..+.& Circuitos Sumadorestador

Si el ci"c#ito comlementado" de ent"ada del ci"c#ito "estado" ante"io"6 se#ede cont"ola" de mane"a 0#e tambin se #eda obtene" el dato en s# 7o"madi"ecta6 se #ede "ealia" #n ci"c#ito con el c#al #edan "ealia"se s#mas < "estas6 o


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sea #n ci"c#ito s#mado" "estado" como se m#est"a en la ($#"a 262Q.3 S> la ent"adade aca""eo Cin esta en ce"o CinH el ci"c#ito s#ma" AJB6 < si Cin esta en 1 elci"c#ito "esta" A3B.3

&i$.2.2Q ci"c#ito s#mado"3"estado"

A%o"a ;e"emos #n e?emlo en el 0#e se combinan la ma


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El profesor despu&s de escuchar tal propuesta, manteniendo la cordura les dice que no es

posible, pero sin embargo les propone que s' le dise(an la propuesta por medio de un

sistema digital que codifique, compare, decida, sume, # despliegue la nota final lo pensar'a


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/0VES,, 4E&0'56& ,E E' S'V,7&/'4, ,E 07(4& 8 &E0&S P'&,S

ASINATU/A :@/O&ESO/ : TA/EA EP3AULA No :

SECC CICLONOTA

ALUMNO: KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

CA//E/A: INENIE/YA EN SISTEMAS

CA/NET: KKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

&ECA:

Indicaciones. La ta"ea e)3a#la des"endible es en 7o"ma indi;id#al < co""esonde alas secciones 2.1 X 2.2.

SECCI=N 2.1 Diseño de Sistemas Combinacionales1. El diseño de sistemas combinacionales consta de - asos:

aKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK bKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

C KKKKKKKKKKKKKKKKKKK d KKKKKKKKKKKKKKKKK e KKKKKKKKKKKKKKKKKK

SECCI=N 2.2 Maas de !a"na#$%1. Z#e se entiende o" maas de !a"na#$% a KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

2. En 0#e c8di$o esta diseñado el maa de a"na#$%[ a KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

'. Menciona las "e$las a"a a$"#a" los #nos en el maa de a"na#$.a KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK b KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK c KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK d KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK e KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK 7 KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK

*. Utilia" maas de a"na#$% a"a "ed#ci" las e)"esiones si$#ientes as# 7o"ma s#ma de "od#ctos m>nima.

K K K K K K K a A J BC J CD b ABCD J CD J ABCD

c 7ABCDHΣ&',(,),*,,,-,'','",'(,'),'*

-. Utiliando ci"c#itos combinato"ios diseñe #n con;e"tido" de c8di$oBCD a c8di$o $"a<

,. Utiliando ci"c#itos combinato"ios diseñe #n con;e"tido" de c8di$oBCD a c8di$o decimal.3 Utilice la condici8n no imo"ta.


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tecnolgia digital

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