Laboratorio de Sistemas Digitales

Experiencia N 2 Estmulos digitales

Objetivos

Generar una amplia variedad de formas de onda digitales utilizando el generador digital de estimulos

PSpice

Generar formas de onda digitales a partir de la informacin almacenada en un archivo

Practica de Simulacion

Actividad RELOJ

La actividad RELOJ utiliza el circuito de la figura 1 para generar una forma de onda reloj continua

1.- Cree el proyecto estimulo con el esquemtico RELOJ

2.- Dibuje el circuito digital de prueba de la figura 2.3 y defina los atributos como se indica

Figura 1

El generador de reloj digital es el componente DigClock de la biblioteca SOURCE

Para colocar las fuentes de niveles lgicos(componentes HI y LO), haga click en el botn de la barra de

herramientas place power(colocar alimentacin) de la biblioteca SOURCE

3.- Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de 0.1us.

Ejecute PSpice y genere las formas de onda de entrada-salida de la figura 2

Figura 2

U1A

7400

1

23

CLKDSTM1OFFTIME = .75uS

ONTIME = .25uSDELAY = 2uSSTARTVAL = 0OPPVAL = 1

HI

OUTCLK

Laboratorio de Sistemas Digitales

a) Son los resultados como los esperados?

Si No

b) Puede la amplitud de las seales digitales medirse con el cursor

Si No

Como se puede ver a continuacin solo se puede ver su estado lgico 1 o 0

Actividad STIM4

La actividad STIM4 utiliza el circuito de la figura 3 para establecer la interfaz entre un generador de

estimulos y una pequea matriz de puertas

4.- Aada el esquemtico STIM4 al proyecto estimulo

5.- Utilizando el dispositivo STIM4, disponible en la biblioteca SORUCE, dibuje el circuito de prueba de la

figura 3.

6.- Para programar DSTM1, haga doble click en el smbolo y rellene los comandos 1 a 4 como se

muestra a continuacin. Muestre en pantalla solo la parte correspondiente al valor de cada uno de

ellos

Figura 3

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Elemento Valor Descripcion

COMMAND1= 0s 0000 En 0s el valor binario de D3-D0=0000

COMMAND2= REPEAT 32 TIMES Repetir 32 veces

COMMAND3= -1us INCR by 0001 1us mas tarde incrementar la salida en 1

COMMAND4= ENDREPEAT Fin del bucle repetitivo

7.- Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 40us con un tamao mximo de paso de

0.4us y genere las formas de onda de entrada-salida de la figura 2.6Son los resultados obtenidos

como los esperados

SI NO

Actividad FILESTIM4

La actividad FILESTIM4 utiliza el circuito de la figura 4 para generar un flujo de una seal digital de 4

bits a partir de un archivo. Esto resulta especialmente til para formas de onda largas no repetitivas

Figura 4

8.- Aada el esquemtico FILESTIM4 al proyecto estimulo

9.- Utilizando el componente Filestim4 de la biblioteca SOURCE, dibuje el circuito de prueba mostrando

en la figura 4 y defina los atributos FILENAME y SIGNAME para DSTM1 como se indica

Laboratorio de Sistemas Digitales

10.- Utilizando un editor de textos abra un archivo (ARRAY.txt) en el directorio actual, introduzca los

datos indicados en la figura 5 y cierre el archivo

D3 D2 D1 D0

0us 0000

+1us 1100

+1us 1111

+2us 0011

+1us 0000

+2us 1111

+1us 1110

+1us ZZZZ

Figura 5

11.-Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de

0.1us ejecute Pspice y visualice el conjunto de formas de onda de la figura 6

a) Se ajusta los datos de la seal de entrada (D3, D2, D1, D0) especificados en el archivo (ARRAY.txt)

con los correspondientes formas de onda?

SI NO

b) Se correpsonde la seal de salida (OUT) con lo que se esperaba?

SI NO

Figura 6

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Actividades avanzadas

12.- Utilizando el esquemtico de prueba de la figura 7 introduzca los datos que se proporcionan a

continuacin en un archivo de su eleccin y genere las formas de onda serie CLK y OUT Identitique el

periodo de tiempo en el que CLK y OUT difieren y explique la razn de dicha diferencia

Creamos el circuito

Figura 7

Abrimos bloc de notas y escribimos el siguiente texto y guardamos en el directorio de

simulacion

CLK

0us 0

+1us R

+1us 1

+1us F

+1us 0

+1us X

+1us 1

+1us Z

+1us 0

Figura 8

Laboratorio de Sistemas Digitales

Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de 0.1us

ejecutamos Pspice obteniendo:

Figura 8 seal de entrada-salida

Como podemos observar existe un tiempo de retardo de propagacin de seal de 17.6 nanosegundos

Figura 9

Tiempo de retardo

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13.- Utilizando STIM32 o FSTIM32, configure y pruebe un circuito de estimulos de 32 bits

No existe STIM32 el mximo numero de bits de STIM16, procediendo a armar el circuito

Figura 12

U1C

7400

9

108

U1D

7400

12

1311

U2A

7400

1

23

U2B

7400

4

56

U2C

7400

9

108

U2D

7400

12

1311

U3A

7402

2

31

U3B

7402

5

64

U3C

7402

8

910

U3D

7402

11

1213

U4A

7402

2

31

U4C

7402

8

910

U4D

7402

11

1213 OUT

D0

D1

D2

D3

D4

D5

D6

D7

D8

D9

D10

D11

D12

D13

D14

D[15-0]

D15

S16DSTM1

0s 0000000000000000

REPEAT 400 TIMES

+1us INCR by 0000000011111111

ENDREPEAT

U1A

7400

1

23

U1B

7400

4

56

Laboratorio de Sistemas Digitales

Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 400us con un tamao mximo de paso de 0.1us

ejecutamos Pspice obteniendo los siguientes graficos

Figura 13

14.- Modificando el formato de 1111 a 4 vuelva a probar el circuito de 32 bits del paso 13 enumerando todos los

valores de la seal en hexadecimal

Vamos a las propiedades del STIM16 y cambiamos el comando FORMAT

Figura 14

Cambiando formato a los comandos

De: A:

S16DSTM1

0s 0000000000000000

REPEAT 400 TIMES

+1us INCR by 0000000011111111

ENDREPEAT

S16DSTM1

0s 0000

REPEAT 400 TIMES

+1us INCR by 00FF

ENDREPEAT

Laboratorio de Sistemas Digitales

Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 400us con un tamao mximo de paso de 0.1us

ejecutamos Pspice obteniendo los siguientes graficos, el cual es el mismo q el paso 13

Figura 15

Ejercicios

1.- Sustituya los 7400 por puertas NAND de 4bits 7420 en la figura 4 y excite el sistema con un generador de

estimulos de 8 bits

Armamos el ciruito

Figura 16

U1A

7420

6

12

45

U1B

7420

8

910

1213

F8DSTM1

FILENAME = estimulo.txt

SIGNAME = D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

D0D1

D2D3

D4D5

D6D7

D[7-0]

U2A

7402

2

31 OUT

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Creamos el bloc de notas estimulo.txt editamos:

D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0

0us 00000000

+1us 11100110

+1us 10101010

+1us 10100011

+1us 11111000

+3us 00001101

+5us 11010110

Figura 17

Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de

paso de 0.1us ejecutamos Pspice

Figura 18

2.- El circuito integrado 7451 de la figura consta de dos puertas AND y de una puerta OR internamente

conectadas. Utilizando un bus y un dispositivo de estimulos digital de su eleccin, determine como se disponen

las puertas dentro del circuito integrado

Armamos el circuito

Figura 16

U1A

7451

A1

B13

C9

D10

Y8

S4DSTM1

0s 0000

REPEAT 32 TIMES

+1us INCR by 0001

ENDREPEAT

D0D1D2

D[3-0]

D3

OUT

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Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 40us con un tamao mximo de paso de 0.4us

ejecutamos Pspice

Figura 17

Como podemos analizar las entradas con la salida se puede comprobar que internamente tiene la siguiente

conexin:

Figura 18

Cuestionario y Problemas

1.- Cmo simplifica el uso de un bus los esquemticos digitales?

Cuando nuestro circuito tiene muchas entradas si nosotros deseamos aplicarle seales de entrada tendriamos

que hacerlo uno por uno,, con el sistema de bus simplifica bastante para la simulacin el circuito seria mas

sencillo de realizar

2.- Cul es el smbolo del estimulo digital para cada uno de los siguientes casos?

a) Indeterminado: X

b) Alta impedancia: Z

3.- Cul es el propsito de parmetro format?

Existe para cambiar el formato de los datos ya sea binario octal o hexadecimal, su uso mas especifico es que

cuando un numero binario muy grande para digitar como por ejemplo 111111111111111111111111111111111 si se cambia a

formato hexadecimal seria FFFFFFFF

4.-Bajo que circunstancias reuslta til un dispositivo de simulacin de archivo (FSTIM)?

Se utilizan cuando el numero de comandos de estimulos es muy grande

U2A

7408

1

23

U2B

7408

4

56

U3A

7402

2

31

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5.- Es posible colocar multiples dispositivos digitales de estimulos en un mismo circuito?

El programa si deja colocar varios estimulos, pero entra en conflicto cuando para una misma entrada se le

estimula con 2 diferentes sealesen el mismo instante, cuando en un mismo instante en su entrada existe un 1 y

un 0, como conclusin no es posible colora multiples estimulos

6.- Puede determinarse la amplitud de seales puramente digitales?

No, ya que por ser seales digitales su valor es 1 o 0 desconociendo su valor analogico