Lógica Combinacional – Circuitos Integrados CODIFICADORES (Capítulo 6.6 del Libro) Un codificador permite que se introduzca en una de sus entradas un nivel activo que representa un dígito (el cual podría ser decimal u octal, por ejemplo), y lo convierte en una salida codificada, como BCD o binario. Este circuito lógico realiza la función inversa a un decodificador y se pueden diseñar también para codificar símbolos diversos y caracteres alfabéticos. El proceso recibe el nombre de “codificación”. Codificador Decimal - BCD Este codificador posee diez entradas, una para digito decimal, y cuatro salidas que corresponden al código BCD. Es decir que es un codificador básico de 10 líneas a 4 líneas. Símbolo lógico Tabla de verdad y circuito

Codificador con Prioridad Decimal a BCD Este tipo de codificador realiza la misma función de codificación básica que vimos, pero se le agrega la función de prioridad, lo que significa que el codificador producirá una salida BCD correspondiente al dígito decimal de entrada de más alto orden que se encuentre activo. Por ejemplo si las entradas 6 y 2 están activas, la salida BCD será 0110 que corresponde al 6. Circuito Integrado CD 4532 - Codificador de prioridad de 8 bits (Datasheet en web) El 4532 es un codificador con prioridad de 8 líneas de entrada a 3 líneas de salida, ambas activas por “1”. Para activar este dispositivo, la entrada de activación (enable imput, EI) tiene que estar en “1”, también tiene una salida de activación (enable output, Eo) y una salida GS. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

Circuito Integrado 74F148 - Codificador de prioridad de 8 bits (Datasheet en web) El 74F148 es un codificador con prioridad de 8 líneas de entrada a 3 líneas de salida, ambas activas por “0”. Para activar este dispositivo, la entrada de activación (enable imput, EI) tiene que estar en “0”, también tiene una salida de activación (enable output, Eo) y una salida GS. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

DECODIFICADORES (Capítulo 6.5 del Libro) Un decodificador detecta la presencia de una determinada combinación de bits (código) en sus entradas y señala la salida correspondiente a ese número ingresado. Generalmente un decodificador posee líneas de entrada para gestionar “n” bits y en una de las 2n líneas de salida indica la presencia de una o más combinaciones de “n” bits. Los decodificadores pueden ser de 2 Bits, es decir de 2 líneas a 4 líneas (o bien llamado decodificador 1 a 4), también están los decodificadores de 3 Bits, o sea de 3 líneas a 8 líneas (llamado decodificador 1 a 8) o bien podemos tener decodificadores

de 4 Bits, que poseen 4 líneas de entrada y 16 de salida (llamados decodificadores 1 a 16). Decodificador de 3 Bits (genérico)

Los decodificadores también poseen entradas de habilitación (E) para expandirse como ocurría con el codificador. Expansión de Decodificadores Utilizando la entrada de habilitación vamos a poder expandir la cantidad de entradas y salidas de un decodificador. Ejemplo: Realizar un decodificador de 3 a 8 líneas, utilizando decodificadores de 2 a 4 líneas y lógica adicional.

Decodificador BCD a 7 Segmentos Este tipo de decodificador acepta código BCD en sus entradas y proporciona salidas capaces de excitar un display de 7 segmentos para indicar un dígito decimal. Display de 7 Segmentos Es el formato que tienen los números que vamos a representar. Los display pueden ser de “LED” o tipo “LCD”. Formato de los números: Los display de LED pueden ser de dos tipos:

Circuito Integrado CD 4511 - Decodificador BCD a 7 Segmentos (Para display cátodo común) (Datasheet en web) Este circuito integrado convierte el número ingresado en BCD por sus entradas a su correspondiente 7 segmentos a la salida. Tanto las entradas como las salidas son activas con “1”, por lo tanto se utiliza con display de 7 segmentos del tipo cátodo común. Además posee tres entradas más, LT (Lamp Test) que si tiene un “0”, encenderá todas las salidas; BI (Blanking Input) que si tiene un “0”, apagará todas las salidas y finalmente LE (Latch Enable) que si está en “1”, permite “memorizar” el último estado. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

Circuito Integrado 74LS47 - Decodificador BCD a 7 Segmentos (Para display ánodo común) (Datasheet en web) Este circuito integrado convierte el número ingresado en BCD por sus entradas a su correspondiente 7 segmentos a la salida. Tanto las entradas son activas con “1” y las salidas son activas con “0”, por lo tanto se utiliza con display de 7 segmentos del tipo ánodo común. Además posee tres entradas más: LT, BI/RBO y RBI, con aplicación similar al anterior. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

MULTIPLEXORES (Capítulo 6.8 del Libro) Un multiplexor (MUX) es un dispositivo que permite dirigir la información procedente de diversas fuentes de entrada (o vías), a una única línea de salida, para ser transmitida a través de ella. Para ello posee entradas de “selección de datos”, que permiten conmutar los datos provenientes de cualquier entrada hacia la línea de salida. Los multiplexores pueden operar tanto con entradas y salidas analógicas, como con entradas y salidas digitales. Multiplexor integrado genérico de 4 entradas

Circuito Integrado 74LS151 - Multiplexor de 8 entradas (Datasheet en web) Este circuito integrado tiene 8 entradas de datos (D0 a D7), tres líneas de selección de datos (S0 a S2) y una entrada de habilitación Enable (EN) que se activa con “0”. La salida puede ser la tradicional o también tiene la misma negada. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

Generador de Funciones Lógicas Una aplicación muy útil de los multiplexores consiste en la generación de funciones lógicas combinacionales en forma de suma de productos. Ejemplo: Implementar la siguiente función lógica “Z” utilizando un Mux de 8 entradas.

� = ∑ � �1, 3, 5, 6�

Resolución: Expansión de Multiplexores Los multiplexores pueden expandirse como los decodificadores, veamos por ejemplo como se podría obtener un multiplexor de 16 vías, utilizando multiplexores de 4 vías:

DEMULTIPLEXORES (Capítulo 6.9 del Libro) Los demultiplexores realizan la función inversa a la de los multiplexores ya que reciben una única señal de entrada que aplican a una de sus varias salidas, aquella que ha sido seleccionada para recibirla. Tan inversa es su operación a los mux, que los mismos se transforman en demux, con sólo invertir las entradas con las salidas (sin afectar las habilitaciones). Los mux digitales hechos sobre base de compuertas no son reversibles. Por lo general la lógica del demux es similar a la de un decodificador, por lo que algunos fabricantes lo venden como decodificador/demultiplexor. En cuanto a los demux analógicos, ellos también suelen incluir un decodificador para generar las habilitaciones internas. Teniendo en cuenta el carácter reversible de la conmutación analógica, ello resulta que el circuito de un demultiplexor analógico es el mismo que el de un mux analógico sólo que las entradas y salidas intercambian su función. Por ello los fabricantes los llaman multiplexores/demultiplexores analógicos.

COMPARADORES (Capítulo 6.4 del Libro) Los comparadores son dispositivos que reciben en sus entradas dos números (generalmente magnitudes binarias) e informan a la salida el resultado de la comparación entre ambos números. Por lo tanto sabremos si A>B, A<B o A=B. Comparador de Magnitud Para empezar veremos un comparador de magnitud elemental, de un único bit y con sólo las salidas de mayor e igual. Su tabla de verdad sería: Circuito: A este ejemplo le faltaría realizar la comparación cuando A<B. Comparador genérico de 4 Bits Para determinar una desigualdad entre los números binarios A y B, primero se examina el bit más significativo (MSB) siendo así tenemos como opción: 1) Si A3 = 1 y B3 = 0, entonces A > B 2) Si A3 = 0 y B3 = 1, entonces A < B 3) Si A3 = B3, entonces debemos examinar el bit siguiente (A2 y B2) con el mismo procedimiento, hasta llegar al último bit (A0 y B0) que son los bits menos significativos (LSB) y si son iguales, la salida es A = B. La relación de más alto orden es la que tiene prioridad.

Símbolo: Circuito Integrado 74HC85 - Comparador de magnitud de 4 Bits (Datasheet en web) Este comparador tiene todas las entradas y salidas vistas anteriormente, a las que se le agregan tres entradas: A>B, A=B y A<B. Estas entradas permiten utilizar varios comparadores en cascada para la comparación de cualquier número binario con más de cuatro bits. Símbolo, esquema real y tabla de verdad

Circuito Integrado CD 4063 - Comparador de magnitud de 4 Bits (Datasheet en web) Este comparador tiene todas las entradas y salidas vistas anteriormente, sólo que pertenece a la otra familia lógica (C-MOS). Símbolo, esquema real y tabla de verdad

Expansión de comparadores - Conexión en cascada Para ampliar el rengo de números binarios a comparar se pueden conectar los comparadores en cascada. Por ejemplo, a continuación formaremos un comparador de 8 Bits, utilizando comparadores de 4 Bits.