departamento de ciencias bá sicas e ingenierías ingeniería en

JUNIO 2009 DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍAS
INGENIERÍA EN TELEMÁTICA
NOMBRE DE LA ASIGNATURA
CLAVE
ASIGNATURA
PLAN DE ESTUDIO
IT0208
2004IT
ELECTRONICA DIGITAL
PRACTICA No.
7
1.
LABORATORIO DE
LABORATORIO DE ELECTRONICA
NOMBRE DE LA PRACTICA DURACIÓN
MULTIPLEXORES Y
DEMULTIPLEXORES
2HRS
INTRODUCCIÓN
MULTIPLEXOR Un circuito multiplexor (mux) es un circuito combinacional que selecciona información binaria de una de muchas líneas de entrada y la envía a una sola línea de salida. La selección de una línea de entrada dada, se controla con un conjunto de líneas de selección. La figura 1a muestra la tabla de verdad, la figura 1b el diagrama de bloques y la figura 1 c el circuito lógico de un mux de 2 a 1 líneas. fig. 1 a Tabla de verdad fig. 1b Diagrama bloque fig. 1c Circuito lógico Este multiplexor tiene dos líneas de entradas para datos (I0, I1), una línea de selección (S) y una línea de salida (Z), de manera que si S=0 el dato que está en la entrada I0 pasará hacia la salida Z, y sí S=1 el dato que está en la entrada I1 pasará hacia la salida Z. Un multiplexor es también conocido como interruptor o selector de datos electrónico. JUNIO 2009 Algunas formas comerciales de CI´s multiplexores son las siguientes: 




Multiplexores de 8 canales (líneas de entradas) (74X151, 4051) Multiplexores de 2 y 4 canales (múltiples) Dobles de 4 canales (4 líneas a 1) (74X153, 4052) Cúadruple de 2 canales (2 líneas a 1) (74X157) Triples de 2 canales (4053) Entre las aplicaciones más comunes de los multiplexores encontramos: 


Generación de funciones de conmutación. Direccionamiento de datos. Conversión serie‐paralelo. Mostraremos como generar de manera eficiente una función booleana de n variables con un multiplexor que tiene n‐1 entradas de selección. El procedimiento es el siguiente: 

Las primeras n‐1 variables de la función que queremos generar, se conectan a las primeras entradas de selección, cuidando el peso o posición de cada una de las conexiones. La variable restante de la función se utiliza para las entradas de datos. Si denotamos con Z a esta variable, cada entrada de datos del mux podrá tomar los siguientes valores: Z, Z´, 0 o 1. Veamos lo anterior con un ejemplo: Implemente con un mux la siguiente función booleana F(x,y,z)=∑(1,2,6,7)  Primero se realiza la tabla de verdad de la función. x
y
z
F
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
1
Observe
que
F=z
F=z´
F=0
F=1
Finalmente implementamos la salida de la función con un mux de 2 entradas de selección, 4 entradas de datos y una salida como se muestra en la figura 3: JUNIO 2009 fig. 3 Implementación de F(x,y,z)=∑(1,2,6,7) con un mux. de 4 a 1. DEMULTIPLEXOR Un demultiplexor es un circuito combinación que realiza la operación opuesta a un multiplexor es decir, selecciona un determinado canal de salida por el que pasará la señal presente en la entrada del demultiplexor. La figura 4 a muestra el diagrama de bloque de un circuito demultiplexor y la tabla de verdad de un demultiplexor de 1 a 8. Fig. 4 Diagrama de bloque y tabla de verdad JUNIO 2009 2.
OBJETIVO

Experimentar las operaciones básicas de multiplexación con CI´s para demostrar la
aplicación de generación de funciones de conmutación utilizando multiplexor.
JUNIO 2009 3. PROCEDIMIENTO (DESCRIPCIÓN)
1. Implementar el decodificador del ejercicio 1 de la práctica 6 utilizando un multiplexor de
8 a 1.
2. Diseñe e implemente un semi-sumador para dos números binarios de dos bits cada uno,
utilizando circuitos multiplexores. El resultado de la suma debe visualizarse en displays 7
segmentos.
3. En la planta automotriz Turix Motors hay una sección que pinta marcos de plástico para
sujetar las placas de metal (ver figura 5).
Figura 5.‐ Marco de plástico para sujetar placas de vehículos En la figura 6 se muestra un esquema de la máquina dedicada para dicha tarea y sus
componentes principales.
Sensor de Contacto Motor a la izq.
Motor a la der.
Sensor de Contacto Motor de Subida
Motor de Bajada
Pistón
Pistola para pintar
Emisor de Luz Sensor de Luz Figura 6. Esquema de la máquina para pintar marcos Los sensores de contacto están habilitados cuando se les presiona y se inhiben
inmediatamente cuando se dejan de presionar, mientras que el sensor de luz está
habilitado cuando la pistola para pintar no interrumpa el haz de luz.
La máquina tiene un movimiento continuo en forma rectangular tal como muestra el
diagrama de estados/posiciones de la figura 7
JUNIO 2009 Arriba y al extremo izquierdo (AI) (A)
Arriba y al extremo derecho (AD) Abajo y al extremo izquierdo (BI) (B)
Abajo y al extremo derecho (BD) Tomando la información expuesta, conteste las siguientes preguntas:
a) ¿Qué partes de la máquina sirven para señalar su posición? (Entradas)
b) ¿Qué partes de la máquina deben responder a las señales recibidas? (Salidas)
c) De acuerdo a los incisos a) y b) etiquete las entradas y salidas para su posterior
referencia.
d) Cuando la máquina está en la posición (AI)
a. ¿Cuál es el valor de las entradas?
b. ¿Qué salida(s) debe(n) actuar a esta(s) entrada(s) (para mantener el movimiento
continuo)
c. ¿Cuál es el valor de las entradas y salidas cuando la máquina se mueve a la
derecha antes de llegar a AD y sin ya estar en AI?
d. Indique con una tabla los valores de las entradas y sus salidas correspondientes
para estas dos situaciones
e) Cuando la máquina ha llegado a la posición (AD)
a. ¿Cuál es el valor de las entradas?
b. ¿Qué salida(s) debe(n) actuar a esta(s) entrada(s) (para mantener el movimiento
continuo)
c. ¿Cuál es el valor de las entradas y salidas cuando la máquina se mueve hacia
abajo antes de llegar a BD y sin ya estar en AD?
d. Indique con una tabla los valores de las entradas y sus salidas correspondientes
para estas dos situaciones
f) Cuando la máquina ha llegado a la posición (BD)
a. ¿Cuál es el valor de las entradas?
b. ¿Qué salida(s) debe(n) actuar a esta(s) entrada(s) (para mantener el movimiento
continuo)
c. ¿Cuál es el valor de las entradas y salidas cuando la máquina se mueve hacia la
izquierda antes de llegar a BI y sin ya estar en BD?
d. Indique con una tabla los valores de las entradas y sus salidas correspondientes
para estas dos situaciones
g) Cuando la máquina ha llegado a la posición (BI)
a. ¿Cuál es el valor de las entradas?
JUNIO 2009 b. ¿Qué salida(s) debe(n) actuar a esta(s) entrada(s) (para mantener el movimiento
continuo)
c. ¿Cuál es el valor de las entradas y salidas cuando la máquina se mueve hacia la
arriba antes de llegar a AI y sin ya estar en BI?
d. Indique con una tabla los valores de las entradas y sus salidas correspondientes
para estas dos situaciones
h) Reúna en una tabla de la verdad todas las tablas de los incisos d) a g) y obtenga un
decodificador que refleje su comportamiento.
i) Implemente mediante muxes el resultado del decodificador del inciso h). (Nota: no es
necesario hacer la máquina)
EQUIPO NECESARIO Y MATERIAL DE APOYO







Fuente de poder 0-5 Vcd, 10 mA (1)
Multímetro digital
(1)
Tarjetas protoboard
(1)
M74HC151B1R mux 8 a 1
74LS251N mux de 8 a 1
74LS153N dual mux 4 a 1
Compuertas lógicas varias
RECOMENDACIONES
La lista de materiales y equipo necesario que se proporciona es un estimado, es decir,
dependiendo de su diseño tal vez requiera de material y equipo extra que deberá determinar con
anterioridad. Por lo anterior es necesario que primeramente lea esta guía y desarrolle los puntos
que se piden previamente en papel y lápiz.
4. MODALIDAD DE ENTREGA
Se deberá entregar un reporte de la práctica realizada por equipos. Los equipos se constituirán
con un máximo de tres integrantes. El contenido del reporte y la fecha de entrega del mismo serán
especificados por el docente. Además, deberán entregar los circuitos solicitados funcionando en
JUNIO 2009 las protoboards, para ser evaluados de manera individual por el docente mediante preguntas
intercaladas.
5. RESULTADOS Y CONCLUSIONES
6. ANEXOS
7.
REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS UTILIZADAS



Tocci, Widmer. Sistemas digitales: Principios y aplicaciones, 8a ed.,Pearson Prentice Hall.
Thomas L. Floyd. Fundamentos de sistemas digitales, 9ª ed., Pearson Prentice Hall.
M. Morris Mano. Diseño Digital,3ª ed., Pearson Prentice Hall.
Charles H. Roth, Jr. Fundamentos de diseño lógico, 5ª ed., Thomson.