Contadores y Unidad Aritmetica y Logica

DDDEEEPPPAAARRRTTTAAAMMMEEENNNTTTOOO DDDEEE LLLAAABBBOOORRRAAATTTOOORRRIIIOOOSSS GGGUUUIIIAAASSS DDDEEE CCCOOONNNTTTAAADDDOOORRREEESSS YYY UUUNNNIIIDDDAAADDD AAARRRIIITTTMMMEEETTTIIICCCAAA YYY LLLGGGIIICCCAAA

GUIAS NICAS DE LABORATORIO

CONTADORES Y UNIDAD ARITMTICA Y LGICA

AUTOR: ALBERTO CUERVO

SANTIAGO DE CALI UNIVERSIDAD SANTIAGO DE CALI

DEPARTAMENTO DE LABORATORIOS


CONTADORES Y UNIDAD ARITMTICA Y LGICA

OBJETIVO Los contadores constituyen uno de los circuitos de mayor aplicacin en la construccin de sistemas digitales. Igualmente, la Unidad Aritmtica y Lgica (ALU: Arithmetic/Logic Unit) es un dispositivo combinacional donde se efectan las operaciones aritmticas y lgicas en los datos en un computador de acuerdo a un cdigo de seleccin de entrada a la misma cuyo valor coloca la unidad de control dependiendo de la operacin que se debe efectuar. La presente prctica tiene como objetivo reforzar los conocimientos que tiene el estudiante de estos dos dispositivos. Consta de dos partes, en la primera de las cuales se efecta el diseo de un contador decimal empleando flip-flops JK. En la segunda parte se efectan distintas operaciones en la ALU colocando en su entrada el cdigo de seleccin apropiado.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Primera parte Disee un circuito secuencial sincrnico con cuatro flip-flops A,B,C y D que tenga el diagrama de estados que se muestra. Observe que en este circuito habrn 6 estados no usados. Utilice para su diseo los flip-flops JK y un nmero mnimo de compuertas que necesite del mdulo DIGI BOARD 2 del laboratorio. Las salidas del circuito secuencial sern obtenidas directamente de las salidas de los flip-flops, las cuales debern ser llevadas al display de 7 segmentos para visualizar el estado del circuito secuencial despus que ocurra un pulso de reloj.

o

2

1

5

7 3

9

6 4

8

Diagrama de estados


El circuito debe ser diseado con la asignacin de estados que se muestra en la tabla siguiente:

Estado A B C D 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 2 0 0 1 0 3 0 0 1 1 4 0 1 0 0 5 0 1 0 1 6 0 1 1 0 7 0 1 1 1 8 1 0 0 0 9 1 0 0 1

Qu funcin cree usted que efecta este circuito? Trabajo en el laboratorio

Coloque inicialmente el estado 0 en su circuito secuencial utilizando las entradas asincrnicas de los flip-flops.

Despus de colocar el estado 0, aplique pulsos de reloj con el pulsador del mdulo DIGI-BOARD2 a su circuito secuencial para verificar que su funcionamiento coincida con las especificaciones establecidas.

Segunda parte En el circuito que se muestra, la Unidad Aritmtica y Lgica corresponde a la ALU del mdulo DIGI-BOARD2 del laboratorio. A es un registro de 4 bits y B es un nmero de 4 bits obtenido de uno de los teclados.

A

ALU

reloj

B

012

34

CI

s0s1s2s3s4CI

4 BITS

4 BITS

M =


Utilice para construir el registro A los cuatro flip-flops JK que tiene el mdulo DIGI-BOARD2 convertidos en flip-flops tipo D, y cualquier compuerta que necesite. Si se efectan las siguientes operaciones en orden, diga cul es la salida del registro A despus de aplicar cada pulso de reloj.

Utilizando las entradas asincrnicas de los flip-flops, coloque inicialmente el #3 (0011) en el registro A y coloque el nmero B = 5 (0101) con el teclado.

Coloque las entradas MS3S2S1S0CI= 010011 (entradas de seleccin)

Aplique el primer pulso de reloj con el pulsador

Coloque las entradas de seleccin en 000000

Aplique el segundo pulso de reloj


Aplique el tercer pulso de reloj


Aplique el cuarto pulso de reloj


Aplique el quinto pulso de reloj. En la solucin debe venir dibujado bien explcito este circuito, as como el nmero almacenado en el registro A despus de la aplicacin de cada pulso de reloj.


Trabajo en el laboratorio Monte el circuito, llevando la salida del registro A al display de 7 segmentos para verificar sus respuestas. Los pulsos de reloj deben ser aplicados con el pulsador.

SOLUCIN Primera parte Estado Presente Estado siguiente A B C D A B C D 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 X X X X 1 0 1 1 X X X X 1 1 0 0 X X X X 1 1 0 1 X X X X 1 1 1 0 X X X X 1 1 1 1 X X X X

De acuerdo con la simplificacin efectuada, el circuito ser como se muestra a continuacin:

Estados no

usados

00 01 11 1000011110

ABCD

xx

x

x x xx x x

x

xx

x

x

x

x

x x x

xxx

00

0 0

0 01 1

1 1

00 01 11 1000011110

ABCD

Kc = D Jc = AD

Como D cambia de estadocon cada pulso, entonces

JD=KD=1

00 01 11 1000011110

ABCD

0o

x

x x 0x x 0

x

xx

x

x

x

x

x 1 xx0x

x

xx 0

0 x1 x

x 0

00 01 11 1000011110

ABCD

JB=CD KB=CD00 01 11 10

00011110

ABCD

0o

x

0 x X0 x X

x

xx

Xx

x

x

x X xxXx

01

X x

0 00 1

X X

00 01 11 1000011110

ABCD

JA=BCD KA=D

1J

1K

1J

1K

1J

1K

1J

1K1

A

A

B

B

C

C

D

Dpulsos


Segunda parte

Despus del primer pulso: 8

Despus del segundo pulso: 9

Despus del tercer pulso: 4

Despus del cuarto pulso: 1

Despus del quinto pulso: 2

BIBLIOGRAFA 1. Vctor P. Nelson, H. Troy Nagle, Bill D. Carroll y J. David Irwin, Anlisis y Diseo de

Circuitos Lgicos Digitales , Prentice-Hall Hispanoamericana S.A., 1996 2. System Technick, DIGI BOARD2 Descripcin Tcnica 3. J.F. Wakerly, Digital Design Principles and Practices , 2 ed., Englewood Cliffs, NJ:

Prentice-Hall, 1994 4. F. Hill y G. Peterson, Digital Systems: Hardware Organization and Design , Nueva

York: John Wiley & Sons, 1973

1J

1K

Q

Q

1J

1K

Q

Q

1J

1K

Q

Q

1J

1K

Q

Qpulsos

Podel teclado Qo

CIMS3S2S1So ALU

Contadores y Unidad Aritmetica y Logica

Documents

Transcript of Contadores y Unidad Aritmetica y Logica