Módulos combinacionales básicos

Tema 7

¿Qué sabrás al final del capítulo?

■ Funcionamiento de los módulos combinacionales básicos:– Codificadores– Decodificadores– Multiplexores– Demultiplexores

■ Redes de módulos combinacionales■ Implementación de funciones booleanas

mediante módulos combinacionales

Módulos combinacionales básicosMSI (Medium Size of Integration)

Módulos combinacionales básicos

■ Bloques funcionales más complejos que las puertas lógicas que realizan una función determinada

■ Podemos obtenerlos a partir de puertas lógicas básicas■ Se pueden utilizar para la implementación de funciones

booleanas■ MSI, circuitos entre 10 y 100 puertas■ Pueden disponer de señales de control para controlar su

funcionamiento■ Tipos:

– codificador– decodificador– multiplexor– demultiplexor

Codificador

■ Codificador binario:– Dispone de 2n entradas y n salidas– la salida muestra el código equivalente al número de

orden de la entrada– Nomenclatura: COD 2n x n para n salidas

D0D1D2D3D4D5D6D7

COD8x3

XYZ

Codificador

■ Implementación con puertas lógicas

D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 X Y Z

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1

7654 DDDDX +++=7632 DDDDY +++=

7531 DDDDZ +++=

Codificadores■ Problemas:

– ¿cuál sería la salida del codificador si se activan 2 entradas simultáneamente?

■ p. ej: COD(0,1,0,0,1,0,0,0) = 101 (equivalente a D5, cuando se han activado 1 y 4)

– ¿cuál sería la salida si no se activa ninguna entrada?■ COD(0,0,0,0,0,0,0,0) = 000 (equivalente a D0 = 1)

■ Solución– señal de activación (enable) que indica si codificador

debe activarse o no– priorización de las entradas. En caso de activación

simultánea se genera el código de la prioritaria o mayor

Codificadores

■ 74147– conversor 10 entradas a código BCD (binary coded

decimal)– ¡¡OJO!! entradas y salidas activas a nivel bajo

Codificadores

■ Aplicación: – Teclado simple

Decodificador

■ Decodificador binario– Función inversa al codificador– n entradas y 2n salidas– Transforma el código binario de entrada en la activación

de la salida cuyo número de orden coincide con el código

– Nomenclatura: DEC n x 2n

D0D1D2D3

DEC2x4

A0A1

E

Decodificador

E A0 A1 D0 D1 D2 D3

0 0 0 0 1 1 10 1 0 1 0 1 10 0 1 1 1 0 10 1 1 1 1 1 01 X X 1 1 1 1

Decodificador

■ 74139: – 2 decodificadores en un integrado– Salidas activas a nivel bajo y entradas activas a nivel alto– Señal de activación “Enable”, activa a nivel bajo

1er. codificador

2do. codificador

Enable

Decodificador■ BCD a 7 segmentos:

Multiplexor

■ Dispone de 2n entradas, n señales de control y una salida

■ Su función es la de selección de la entrada indicada por las señales de control

E0

E1

E2

E3

S

C1 C0

Entradas

Salida

Control

Multiplexor

C1 C0 E3 E2 E1 E0 S

0 0 X X X F F0 1 X X F X F1 0 X F X X F1 1 F X X X F

Multiplexor

■ 74151

Demultiplexor

■ El demultiplexor es un módulo combinacional que envía el valor binario de su entrada a la salida que se seleccione con las líneas de selección.

■ Realiza la función inversa del multiplexor.■ Tiene sólo una entrada y 2n salidas, con n

líneas de selección.

Demultiplexor

Redes de módulos combinacionales

Redes modulares: Codificadores

■ Codificador 8x3 a partir de dos 4x2– S es una salida de control que se activa cuando se usa un

determinado COD 4x2 más uno 2x1

Redes modulares: Decodificadores

■ Decodificador 3x8 a partir de decodificadores 2x4

D0D1D2D3

DEC2x4

A0A1

A2

D4D5D6D7

DEC2x4

E

E

0

1

2

3

0

1

2

3

0

1

0

1

Redes Modulares: Multiplexores

4:1 mux

4:1 mux

8:1 mux

2:1 mux

0 1 2 3

0 1 2 3

S

S 1 S 0

S 1 S 0

Z

A C B

I 0 I 1 I 2 I 3

I 4 I 5 I 6 I 7

0

1

■ Multiplexor 8x1 a partir de multiplexores 4x1 y 2x1– v1: 2 MUX 4x1 / 1 MUX 2x1– v2:1 MUX 4x1 / 2 MUX 2x1 0

1 S

0

1 S

0

1 S

0

1 S

0

1

S0

2

3 S1

C

A B

I 0

I 1

I 2I 3

I 4I 5

I 6I 7

C

C

C

Z

Implementación de funciones con módulos combinacionales

Implementación de funciones: con decodificadores■ Decodificador = generador de minitérminos■ Suma de productos = suma de minitérminos

C B A F

0 0 0 10 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 1

DEC3x8

ABC

0

1

2

0

1

2

3

4

5

6

7

F

Implementación de funciones: con decodificadores (continuación)■ Salidas activas a nivel bajo => generador de maxitérminos■ Producto de sumas = producto de maxitérminos

C B A F

0 0 0 10 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 1

DEC3x8

ABC

0

1

2

0

1

2

3

4

5

6

7

F0

1

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

1

0

111

10 1

110

1

1

1

1

0

1

1

1

1

Implementación de funciones: con multiplexores

8:1 MUX

1 0 1 0 0 0 1 1

0 1 2 3 4 5 6 7 S2 S1 S0

A B C

F

S1 S0

A B

4:1 MUX

0 1 2 3

CC01

F

A 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1

C 0 1 0 1 0 1 0 1

F 1 0 1 0 0 0 1 1

C

C

0

1

F(A,B,C) = m0 + m2 + m6 + m7

¡¡¡ojo con el orden de las variables!!!

nº variables = señales de control

nº variables > señales de control

Final del Tema 7