Práctica 4 - Angelfire

PRACTICA Nº4
DISEÑO LÓGICO
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO
ARAGÓN
INGENIERÍA MECÁNICA ELÉCTRICA
LABORATORIO DE ELECTRÓNICA
DISEÑO LÓGICO
PRACTICA No 4
DISEÑO CON MULTIPLEXORES Y DISPLAYS DE SIETE SEGMENTOS.
OBJETIVO:
1. Aprender a interpretar los diagramas de estado con respecto a la función de
un circuito.
2. Comprobar la lógica secuencial completa.
3. Aplicar y conocer el funcionamiento de los contadores aplicados a un
display.
4. Conocer los registros de corrimiento.
5. Diseño con registros de corrimiento y aplicaciones específicas.
6. Conocer el funcionamiento de un decodificador acoplado aun multiplexor.
INTRODUCCIÓN.
Multiplexores
Los multiplexores son circuitos realmente importantes en el diseño de sistemas que
requieran un cierto tráfico y comunicación entre distintos componentes y se necesite
controlar en todo momento que componente es quien envía los datos.
En realidad se puede asimilar a un selector: por medio de unas entradas de control se
selecciona la entrada que se desee reflejada en la salida.
Esto se consigue utilizando principalmente puertas XOR, de ahi su nombre multiple_xor.
En ejemplo se puede apreciar la constitución de un MUX (nombre por el que también se los
conoce) de 4 entradas de datos, 2 entradas de control y 1 salida (aunque en ocasiones se
encuentran tanto la salida como su negada).
Se encuentran todo tipo de modelos en el mercado con todo tipo de anchos de entradas (por
ejemplo MUXs de 2 entradas de buses de 8 bits y 1 salida de 8 bits, con lo que se estaría
conmutando entre 2 buses de 2 dispositivos de 8 bits).
Además de lo anterior, suele ser un hábito que exista también una entrada de Enable
(habilitación general de integrado).
Dispositivos sencillos de presentación visual.
Un dispositivo de presentación visual produce energía luminosa que muestra información
en forma visual. Estos dispositivos pueden dividirse en dos categorías. Los dispositivos de
caracteres proporcionan información visual en forma de números y letras. Los dispositivos
gráficos son más complejos y proporcionan información visual en forma de números y
letras. Los dispositivos gráficos son más complejos y proporcionan información en forma
de imagen así como alfanumérica.
Para dispositivos de caracteres, existen dos tipos de formato muy comunes: el de siete
segmentos y el de matriz de puntos. El dispositivo de presentación visual de siete
segmentos de la figura a) se utiliza donde es necesario tener sólo números y una cantidad
limitada de otros símbolos. El dispositivo de matriz de puntos de 5 X 7 de la figura b)
puede presentar la mayor parte de los caracteres alfanuméricos. Nótese que cada carácter
está formado por cinco columnas, cada una de siete puntos.
En la figura aparecen varios encapsulados comunes para dispositivos de presentación
visual.
El dispositivo de siete segmentos de la figura a) puede insertarse en una base estándar de 14
terminales tipo DIP. El dispositivo de matriz de puntos de la figura b) también puede
colocarse sobre una base tipo DIP con el mismo número de terminales. El dispositivo con
varios dígitos de la figura c), es común tanto en relojes digitales como en otros equipos
electrónicos.
Estos dispositivos pueden fabricarse de distintas maneras.
Cada segmento que se presenta como un diodo emisor de luz. Los ánodos de todos los Led
están conectados entre sí, por consiguiente, esta unidad se conoce como dispositivo de
presentación visual de siete segmentos de ánodo común. En la figura a se muestra la
nomenclatura estándar para cada segmento (de la a a la g). El cátodo de cada segmento está
conectado a una entrada externa.
En la figura b), se indica cómo probar un dispositivo de siete segmentos. Para esto. Se
conecta una fuente de alimentación de + 5 V al ánodo del dispositivo. En este ejemplo, se
emplean interruptores para activar o (desactivar) cualquier a de los segmentos. Nótese el
uso de resistores de 150  en cada entrada con el fin de limitar la corriente a un nivel
seguro de 20 mA aproximadamente. La acción de activar el dispositivo se conoce como
excitación (driving). Los CI denominados decodificadores / controladores se emplean con
gran frecuencia para activas dispositivos de siete segmentos.
TRABAJO DE CASA.
1. Investigue el funcionamiento, configuración interna , la direrencia que existe entre
los circuitos TTL y CMOS de los circuitos integrados.
74LS90,74LS47,74LS08,74LS151, Flip flop tipo D (74LS173).
2. ¿Cuál es el dispositivo de presentación visual que da un ejemplo de un dispositivo
alfanumérico?
3. ¿Cuáles son los equivalentes electrónicos de los multiplexores y demultiplexores y
qué diferencia hay entre uno y otro?
4. La entrada a un multiplexor ¿es información en serie o en paralelo?
5. Mencione cuales terminales pertenecen al ánodo común de un display de siete
segmentos, cual va al voltaje y cual a la resistencia que va a tierra.
6. ¿Cuál es la diferencia entre un display de ánodo común con el de cátodo común,
dibuje su configuración interna, así como la prueba que se tiene que realizar para
comprender su funcionamiento?
7. Investigue que función realiza el decodificador con respecto a los circuitos que se
muestran en el trabajo de laboratorio.
8. ¿Cuántos tipos de decodificadores existen y que diferencias hay entre ellos?
9. ¿Cómo se llama el dispositivo que convierte los números decimales a binarios?
10. ¿Cuáles son los dos dígitos que se usan en números binarios?
11. Ensamble los circuitos en el simulador electronics work bench y anexe su imagenes
en su trabajo de casa.
TRABAJO DE LABORATORIO
PROBLEMA 1.
Alambre el primer circuito (retomado de la práctica original), con los componentes
designados, previamente probando los displays de 7 segmentos.
PROBLEMA 2.
Alambre el segundo circuito, con los componentes designados, previamente analizando el
diagrama de estados y conociendo la función del mismo.
MATERIAL.
 Circuitos integrados 74LS90,74LS47,74LS08,74LS151, Flip flop tipo D
(74LS173).
 Resistencias 220 ohms las necesarias.
 Diodos emisores de luz (los necesarios).
 Til display de siete segmentos, dobles o sencillos, ánodo común.
BIBLIOGRAFÍA.
-Manuales de instrumentos de laboratorio
Título correspondiente
Editorial del fabricante
Ubicados para su consulta en el área de manuales del edificio L-3
Primer piso.
-Electrónica Básica
Bernard Grob
Quinta Edición (Segunda edición en español)
Editorial Mc Graw Hill
-Circuitos electrónicos y sus aplicaciones
Bernard Grob
Primera Edición
Editorial Mc Graw Hill
-Apuntes de la materia Diseño de Sistemas Digitales
Escuela Nacional de Educación Profesional
Área de Ingenieria Eléctrica.
Diseño Lógico.