LABORATORIO NRO 3

Laboratorio N°3: Circuitos Sumadores y Decodificadores

Circuitos Sumadores y Decodificadores

    I.    CAPACIDAD TERMINAL

•  Identificar las aplicaciones de la Electrónica Digital.
•  Describir el funcionamiento de las unidades y dispositivos de almacenamiento de información.
•  Implementar circuitos de lógica combinacional y secuencial.

    II.     COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN

• Implementación de circuitos de aritmética binaria usando C.I.: Sumadores y restadores.
• Implementación de circuitos decodificadores y displays de 7 segmentos.
• Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismos.

   III.    CONTENIDOS A TRATAR

• Circuitos Sumadores. 
• Circuitos Decodificadores.
• Display de 7 segmentos.

  IV.     RESULTADOS

• Diseñan sistemas eléctricos y los implementan gestionando eficazmente los recursos materiales y humanos a su cargo.

 V.     MARCO TEÓRICO

NÚMERO BINARIO:

Definición de Números Binarios

• Son números que están dentro del sistema binario de numeración que está constituido por dos cifras 1 y 0, un sistema en el cual se escriben cantidades, códigos, mensajes y otros lenguajes con tan solo dos elementos dentro de la numeración, haciendo que el código se simplifique la comprensión de los sistemas informáticos, pues hará que un elemento tenga un valor unitario o nulo. Es decir que se trabaja en un sistema de puertas cerradas o abiertas. Una ambivalencia. Los elementos que se utilizan son el número uno (1) y el cero (0), donde el 1 significa que la puerta está abierta y el 0, que da como resultado que este elemento sea nulo o que la puerta esté cerrada por lo que la información ignorará este espacio.

Escribir en Binario

• Para poder escribir en el sistema binario de numeración, o el código binario de números siempre se debe tener en cuenta que cualquier valor que se desea representar solo puede contener dos símbolos.
• Este sistema entonces se basa en posiciones, si la primera posición está abierta tendremos como resultado el número 1. Si tenemos dos posiciones, la primera abierta y la segunda cerrada, tenemos como resultado el número 10. Si tenemos tres posiciones, donde la primera está abierta, la segunda cerrada y la tercera abierta nuevamente, se obtiene como resultado el número 101. Y así sucesivamente, hasta completar el paquete de información que se desea hacer dentro de la representación de los números binarios.

Números binarios y números decimales

1 Sumadores:

Un sumador es un circuito que realiza la suma de dos palabras binarias. Es distinta de la operación OR, con la que no nos debemos confundir. La operación suma de números binarios tiene la misma mecánica que la de números decimales.

Reglas básicas de la suma binaria.

Estas operaciones se realizan mediante un circuito lógico (compuesto de puertas lógicas) denominado semisumador.

Semisumador - (Floyd, 2000, p. 332-333)

• Propósito: permite sumar dos bits sin tener en cuenta los acarreos provenientes de la adición de bits anteriores.
• Un semisumador admite dos dígitos binarios en sus entradas y genera dos dígitos binarios en sus salidas: un bit de suma y un bit de acarreo.

Sumadores

Semisumador - (Floyd, 2000,p. 332-333)

Símbolo Lógico:

-Tabla de Verdad

Suma = ?

Cout = acarreo de salida

A y B = variables de entrada (operandos)

Sumadores

Semisumador – (Floyd, 2000, p. 332-333)

- Circuito lógico:

-Semisumador con puertas NAND

- Todo circuito puede construirse utilizando puertas NAND, siendo estas puertas más económicas.

-Sumador completo

Propósito: permite sumar dos bits teniendo en cuenta los acarreos provenientes de la adición de bits anteriores.

Un sumador completo acepta dos bits de entrada y un acarreo de entrada, y genera una salida de suma y un acarreo de salida.

Sumador completo
 - Circuito lógico de un sumador completo (cada semisumador se representa por un área sombreada):

- Sumador completo implementado mediante semisumadores:

Sumador en paralelo de 4 bits y tabla

Pasos para pasar de binario a decimal

El procedimiento es muy sencillo y será suficiente un poco de práctica para realizar el cálculo de manera rápida, incluso los cálculos más complejos.

Veamos los pasos para saber cómo pasar de binario a decimal.

• 1.    Antes que nada, dado un número binario, necesitamos tomar un dígito a la vez y multiplicarlo por (2 ^ x) donde x corresponde a la posición del dígito. Al ver el ejemplo, será más fácil entender cómo hacerlo.
• 2  Podemos hacer el número binario 100111 en su número decimal, haciendo el siguiente cálculo:

1 x 2^5 + 0 x 2^4 + 0 x 2^3 + 1 x 2^2 + 1 x 2^1 + 1 x 2^0 =

= 1 x 32 + 0 x 16 + 0 x 8 + 1 x 4+ 1 x 2 + 1 x 1 =

= 32 + 0 + 0 +4 +2 + 1 = 39

Como resultado, 39 representa el número equivalente del sistema decimal.

Entonces podemos decir lo siguiente:

100111 (2) = 39 (10)

Conversión del sistema decimal al sistema binario

Por otro lado, podemos hacer también el cálculo contrario que consiste en pasar un número decimal a número binario.

• 1.    Dado un número, el método consiste en una sucesión de “divisiones enteras” hasta que llega a cero. Desde aquí tomaremos nota del resto de cada división, formando así nuestro número binario. Procedamos con un ejemplo, teniendo en cuenta el número 27 de nuevo.
• 2.    Div 1: 27/2 = 13 con resto 1 Div 2: 13/2 = 6 con resto 1 Div 3: 6/2 = 3 con resto 0 Div 4: 3/2 = 1 con 1 Div resto 5: 1/2 = 0 con resto 1.
• 3.    Una vez que las divisiones se han completado, es suficiente recomponer los restos comenzando de abajo hacia arriba, obteniendo así el número binario correspondiente.
• 4.    Luego, procediendo del resto de la div 5, entonces la div 4 y así sucesivamente obtendremos 11011. Exactamente el número binario relativo al número decimal 27.

 Tomando en cuenta el circuito anterior, SIMULAR dicho circuito y completar la tabla siguiente:

Acarreo Cin	Sumando A	Sumando B	Sumatoria  ∑	Acarreo Cout
0	0001	0010	0011	0
0	0010	0011	0101	0
0	0011	0100	0111	0
0	0100	0101	1001	0
1	0101	0111	1100	0
1	0111	1000	10000	1
1	1000	1001	10010	1

SOLUCIÓN:

1.    Realice la SIMULACION del circuito mostrado. Luego realice la IMPLEMETACIÓN en ENTRENADOR comprobando la tabla anterior.

2: Decodificadores/de multiplexores 

Un decodificador es un circuito que convierte la información (la dirección) de entrada A de N bits codificada en un código de tipo binario, en M líneas de salida Oi, donde M es el número de combinaciones del código de entrada. En códigos binarios para N bits de entrada el número de salidas es M = 2 N. Para cada dato binario de entrada se fija una única salida Oi a 1, cuyo índice i corresponde al valor binario del dato de entrada.

La entrada de datos de un demultiplexor corresponde a una entrada de habilitación de un decodificador. Por tanto, el demultiplexor y el decodificador con Enable se realizan con el mismo circuito.

Un decodificador 1 a 2 sin habilitador puede realizarse sólo con un inversor, con habilitador (o un demultiplexor 1 de 2) no.

Visualización de  números binarios (decodificadores)

Tabla de verdad de un  DECODIFICADOR DE 7 SEGMENTOS 

Realice la SIMULACIÓN del circuito mostrado. Luego realice la IMPLEMETACIÓN en el ENTRENADOR comprobando la tabla anterior.

  1 ¿Qué sucede si la SUMATORIA es superior a 9?, 

Rpta : la suma supera a 9 los valores de la salida salen error por ello las luces muestran como un tipo de error en el display 7 segmentos.

2-. ¿qué número se muestra en el DISPLAY y por qué?

El visualizador de siete segmentos (llamado también display por calco del inglés) es una forma de representar caracteres en equipos electrónicos. Está compuesto de siete segmentos que se pueden encender o apagar individualmente. Cada segmento tiene la forma de una pequeña línea. Se podría comparar a escribir números con cerillas o fósforos de madera.

3-. En el CI 7448, ¿para qué se utilizan los pines BI/RBO, RBI y LT?

El circuito integrado 7448 o subfamilia (74LS48, 74F48, 74S48, 74HCT48...) es un circuito integrado que convierte el código binario de entrada en formato BCD a niveles lógicos que permiten activar un display de 7 segmentos de cátodo común en donde la posición de cada barra forma el número decodificado.

 4. En el bloque del entrenador denominado HEX 7 SEGMENT DISPLAY, ¿para qué sirven las entradas LE, RBI y la salida RBO?

Sirve para verificar si el CI funciona al tener armado tu circuito y activarlo se deberán encender todos los segmentos del display

BI/RBO Blanking Input "Corte de salida / Fluctuación Corte de salida"
se activa cuando lo está RBI y la entrada BCD es 0 

5. Trate de modificar el circuito de simulación para mostrar una SUMA DE 2 DÍGITOS.

Vídeo de Demostración

Observaciones:

• Para confirmar los datos hallados utilizaremos la pagina www.32x8.com.
• Al momento de hacer las conexiones, se verifica el estado de los conductores y demás equipos que serán utilizados.
• Sincronizar el tablero con el software para la realización de nuestras mediciones es fundamental.
• Debemos tener en cuenta que se alimenta con 5V el tablero así de este modo evitamos tener inconvenientes a futuro.
• La utilización de números binarios fue de mucha ayuda ya que siendo el tema principal del laboratorio ayudo a entender mejor el circuito realizado.

Conclusiones:

• Los sumadores realizan operaciones aritméticas en código binario decimal BCD exceso en 3, por la regla general los sumadores emplean el sistema binario.
• En caso que se empleen dos complementos negativos el sumador se convertirá en un sumador –restador.
• La salida S Y COUT es la salida de acarreo
• El decodificador es un circuito convencional que permite un código BCD en sus entradas y en sus salidas un display de 7 segmentos.
• El display tiene un punto común que está ubicado en la salida de este.
• El decodificador necesita una entrada con código decimal binario y siete salidas conectadas a cada segmento del display.

Integrantes:

• Velasquez Morocco José Gonzalo
• Rodriguez Manzilla Wildert