FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES PRÁCTICA 3

Práctica 3 de Fundamentos de Computadores. Curso 1997/98
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FUNDAMENTOS DE COMPUTADORES
PRÁCTICA 3
FUNCIONES COMBINACIONALES CON DECODIFICADORES
NOMBRES: .................................................................................................................................
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GRUPO:
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1. INFORMACIÓN PRELIMINAR
Un decodificador es un circuito lógico de múltiples entradas y múltiples salidas,
generalmente con guardando la relación n entradas y 2n salidas.
Podemos distinguir entre dos tipos de decodificadores, aquellos que se usan para excitar
algún dispositivo electrónico (visulizador, relé,...), con lo que necesitan proporcionar alta
corriente a la salida y que son conocidos como drivers (excitadores); y, aquellos cullas salidas
se usan para atacar otros circuitos lógicos, que no necesitan tanta corriente, y que son más
conocidos por demultiplexers (demultiplexores).
Tanto un tipo como otro pueden disponer de salidas activas a nivel bajo (se considera la
salida activa, aquella que tiene un nivel de tensión correspondiente al 0 lógico), y de salidas
activas a nivel alto (cuando la salida activa presenta un 1 lógico). Además suelen contar con
una o varias entradas adicionales denominadas de habilitación que sirven para controlar
cuándo el circuito funciona y cuándo no.
Convertidor de BDC a 7-segmentos
Entre los decodificadores/excitadores está el convertidor de código BCD a 7-segmentos.
Uno de los objetivos de esta práctica será deducir su tabla de funcionamiento, haciendo uso de
un visualizador de 7-segmentos (Displays). En la figura 1, se representan el decodificador,
especificando todas sus entradas y el display correspondiente. Estos visualizadores están
formados por siete LEDs (Light Emitter Diode), que son dispositivos que emiten luz cuando
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la corriente que los atraviesa excede de un cierto valor (al igual que un diodo normal conduce
cuando se supera una determinada tensión entre sus bornes), de ahí que para su excitación se
necesiten dispositivos que proporcionen corriente suficiente. Existen dos tipos de
visualizadores con LEDs principalmente. Los de ánodo común y los de cátodo común. Los
primeros se usan cuando el decodificador tiene salidas activas a nivel bajo, mientras que los
segundos son para los decodificadores con salidas activas a nivel alto.
Otros visualizadores muy usados son los LCD (Liquid Crystal Display) que no están
formados por diodos sino por una serie de plaquitas conductoras capaces de excitar un líquido
que hay entre ellas.
Conversor BCD/7-Segmentos
Blanquear
Blanquear
Test de Lámparas
Visualizador de 7-Segmentos
de Ánodo Común
a
Salidas
7-segmentos
Entradas
BCD
f
e
g
d
b
VCC
c
La conexión entre el Conversor y el Visualizador se realiza mediante resistencias
de 150 Ω.
Implementación de Funciones
Para
la
implementación
de
funciones
combinacionales
se
usan
los
decodificadores/demultiplexores, que poseen n entradas y 2n salidas, de las cuales sólo una de
ellas se activa para cada combinación en la entrada.
Las salidas de un decodificador de este tipo puede identificarse por el término producto
(salidas activas a nivel alto) o el término suma (salidas activas a nivel bajo) correspondiente a la
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combinación binaria que haya en la entrada, con lo que para el desarrollo de una función lógica
basta combinar adecuadamente las salidas, usando puertas básicas. El ejemplo de la figura 2
ejemplo corresponde a un decodificador de 3 a 8 líneas (decodificador binario completo de 3
bits), en el se especifican los términos suma, salidas activas a nivel bajo, que proporciona.
A veces puede ocurrir que necesitemos usar decodificadores de más bits de los que en
principio disponemos, debemos entonces conectarlos de forma adecuada para obtener todos los
términos de la función a implementar. En la figura 2 tenemos disponibles los 16 términos
correspondientes a una función de 4 variables, conectando de forma apropiada los
decodificadores de 3 a 8 (74138).
Número de
Min o Max
Habilitación
Entradas
de datos
Habilitación
Habilitación
A+B+C
_
A+B+C
_
A+B+C
_ _
A+B+C
_
A+B+C
_
_
A+B+C
_ _
_A+B+C
_ _
A+B+C
A
B
C
D
0
1
Salidas para
D=0
7
8
Salidas para
D=1
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Figura 2. Implementación de Funciones Combinacionales
mediante Decodificadores
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2. ESTUDIO EXPÈRIMENTAL
2.1. Comprobar el BCD/7SEGMENTOS que hay en el panel mediante la obtención de la
tabla de funcionamiento.
2.2. Utilizando el decodificador 74138 (ver hja de datos adjunta) se pide, obtener su tabla
de funcionamiento y especificar de qué tipo de decodificador se trata.
2.3. Un codificador de posición de eje, proporciona una señal de 4 bits que indica la
posición de un eje en pasos de treinta grados, tal y como se indica en la tabla de la
figura 3. Puede suponerse que las combinaciones que faltan en la tabla no se darán
nunca.
Diseñar, usando circuitos decodificadores 74156 (Ver hojas de datos adjuntas) y las
puertas básicas necesarias, un circuito que usando como entradas las salidas del
dispositivo descrito anteriormente, pueda proporcionar información de en qué
cuadrante se encuentra el eje.
Posición del eje
0º-30º
30º-60º
60º-90º
90º-120º
120º-150º
150º-180º
180º-210º
210º-240º
240º-270º
270º-300º
300º-330º
330º-360º
Código
0011
0010
0110
0111
0101
0100
1100
1101
1111
1110
1010
1011
Figura 3. Salidas del Codificador de posición del eje,
corresponden a las entradas de nuestro circuito.
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