Simulacion codificador, decodificador, mux y demux

ELECTRÓNICA DIGITAL

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS

INFORME DE LABORATORIO

NOMBRE DEL LABORATORIO: comparador, codificador, decodificador, decodificador de 7

segmentos, multiplexor y demultiplexor.

1. MATERIALES A UTILIZAR: En este laboratorio como parte del estudio acerca de los circuitos comparadores, codificadores, decodificadores, multiplexores, y demultiplexores, vamos a emplear para el montaje del circuito los siguientes materiales: 5 Protoboard Resistencias de 220,100,1k circuitos integrados 7485, 74138, 7447, 74148, 74139, 74153. 1 fuente de 5V Cables dips switch de 4 y 2 entradas 1 display de siete segmentos LEDs de colores Software multisim 12.0

LABORATORIO VIRTUAL:

Previo al montaje del circuito utilizando los materiales antes mencionados, realizaremos una simulación del circuito, para ello utilizaremos el programa multisim 12.0.

SIMULACIÓN DEL COMPARADOR:

SIMULACIÓN DEL CODIFICADOR:




SIMULACIÓN DEL DECODIFICADOR:

SIMULACIÓN DEL DECODIFICADOR BCD DE 7 SEGMENTOS:




SIMULACIÓN DEL MULTIPLEXOR:

SIMULACIÓN DEL DEMULTIPLEXOR:

COMPARADOR

Un circuito comparador combinatorio compara dos entradas binarias (A y B de n bits) para

indicar la relación de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de "tres banderas lógicas"

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuito




que corresponden a las relaciones A igual B, A mayor que B y A menor que B. Cada una de

estas banderas se activara solo cuando la relación a la que corresponde sea verdadera, es

decir, su salida será 1 y las otras dos producirán una salida igual a cero.

CIRCUITO INTEGRADO 7485

El circuito integrado 7485 es un comparador de 4 bits, es decir, se lleva a cabo la comparación

de dos números de 4 bits.

Además, cuenta con 3 entradas señaladas A = B, A> B y A <B, que autoriza el ajuste en cascada

de varios circuitos comparadores del mismo tipo.

Así, se puede comparar el número de 8, 12, 16 bits .... de visualización de 7 segmentos

CODIFICADOR

Un codificador es un dispositivo lógico que recibe información por su entrada y la traduce a

un código, el cual depende del tipo de codificador. Tienen una serie de patillas de entrada de




las cuales sólo una se activa, apareciendo el número de la patilla activada a la salida en el

código correspondiente: Aiken, decimal, BCD

CIRCUITO INTEGRADO 74LS148

Construido con la tecnología TTL es un circuito codificador de octal a binario con prioridad, esto quiere decir que cuando varias entradas (dígitos de la base octal) están activas, sólo se realizará la codificación del dígito de mayor valor numérico. Este integrado utiliza lo lógica negativa ya que para que una entrada sea activa debe estar en estado BAJO, y para ver los resultados de tal manera que podamos interpretarlos correctamente debemos realizarla negación cada una de las salidas.

DIAGRAMA LÓGICO DE UN CODIFICADOR DE OCTAL A BINARIO 74LS148 CON PRIORIDAD:

- TABLA DE VERDAD DEL INTEGRADO:

ENTRADAS SALIDAS EI 0 1 2 3 4 5 6 7 A2 A1 A0 GS E0 H X X X X X X X X H H H H H L H H H H H H H H H H H H L




L X X X X X X X L L L L L H L X X X X X X L H L L H L H L X X X X X L H H L H L L H L X X X X L H H H L H H L H L X X X L H H H H H L L L H L X X L H H H H H H L H L H L X L H H H H H H H H L L H L L H H H H H H H H H H L H

DECODIFICADOR

Un decodificador es un circuito combinacional cuya característica fundamental es que, para

cada combinación de las entradas, sólo una de las salidas tiene un nivel lógico diferente a las

demás. Este circuito realiza la operación inversa a la de un codificador de datos y es análoga a

la de un demultiplexor, pero sin entrada de información

Circuito integrado 74138

Este componente decodifica los valores hasta un máximo de 8 salidas. Esto es ideal para aplicaciones con memorias de 1Byte Esquema interno

DECODIFICADOR DE BCD A 7 SEGMENTOS




MULTIPLEXOR

Un MULTIPLEXOR (MUX) es un circuito combinacional que selecciona una entrada y la transfiere a la salida. La selección de la entrada, o dato, se realiza según un conjunto de valores de las variables de control. Poseen por tanto, n entradas de selección, para 2n entrada de datos, proporcionando dos salidas: una para el dato directo y otra para el dato negado.


El integrado 74LS151 construido con la tecnología TTL es un circuito multiplexor de 8 entradas de selección, 3 entradas de control, 1 entrada enable que debe estar a nivel bajo para que el circuito pueda cumplir su función de multiplexor, dos salidas(




y ̅) y sus fuentes de energía . El siguiente esquema explica mejor lo dicho anteriormente:

- DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL INTEGRADO 74LS151:

- TABLA DE VERDAD

DEL INTEGRADO 74LS151:

Entradas Salidas

Selección Inhibición C B A ̅ Y ̅ X X X 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 ̅̅ ̅ 0 1 0 0 ̅̅ ̅ 0 1 1 0 ̅̅ ̅ 1 0 0 0 ̅̅ ̅ 1 0 1 0 ̅̅ ̅ 1 1 0 0 ̅̅ ̅ 1 1 1 0 ̅̅ ̅




El integrado 74LS42 es un circuito que posee las funciones de multiplexor y decodificador de 10 salidas, sin embargo para el presente laboratorio solo se utilizaran 8 salidas. Un circuito demultiplexor como lo es el 74LS42 opera de manera inversa a la de un circuito multiplexor, es decir mientras que este ofrece como resultado el valor de la entrada de selección indicado por el switch de control, el circuito demultiplexor indica la entrada de selección a la que pertenece el resultado que se observa en la salida del multiplexor.

- DIAGRAMA DE CONEXIÓN DEL DEMULTIPLEXOR 7442:

Del diagrama anterior, ya que el circuito 74LS42 se emplea también como

decodificador entonces para cumplir la función de demultiplexación las entradas A0,

A1 y A2 pueden ser consideradas como entradas de control, y la entrada restante A3

como la entrada de datos que viene del multiplexor. Ya que para este laboratorio solo

usaremos ocho salidas tenemos siguiente tabla de verdad:

- TABLA DE VERDAD DEL CIRCUITO DEMULTIPLEXOR 74LS42:

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




DEMULTIPLEXOR

Un demultiplexor es un circuito combinacional que realiza la función inversa de un multiplexor, es decir, expande un circuito de una sola señal de entrada a varias señales de salida: 2n. La información se redirige a una sola salida. La selección de la salida específica es controlada por la combinación de bits de n líneas de selección o control.


Posee una alta velocidad CMOS DUAL SEGUNDA LÍNEA A LÍNEA DE CUATRO DECODER /

demultiplexor fabricado en silicio puerta C2MOS tecnología.

Tiene el mismo rendimiento a alta velocidad de LSTTL combinado con el consumo de potencia

real CMOS baja. La entrada activa de habilitación bajo se puede utilizar para la inyección o

como una entrada de datos para aplicaciones de demultiplexación.

Si bien la entrada de habilitación está en alto, todos cuatro salidas son altas

independientemente de las otras entradas.Todas las entradas están equipadas con circuitos

de protección

contra descargas estáticas y exceso de voltaje transitorio.




COMENTARIOS:

Comparador

COMENTARIOS:

En el software hemos ubicado el esquema del circuito integrado 74LS85A, por consiguiente se

utilizó el programa MULTISIM, del cual hemos capturado la imagen.

Para demostrar el funcionamiento del circuito comparador hemos utilizado en vez de LEDs

probadores lógicos ( LOGIC PROBE )




Conclusiones:

El circuito integrado 74LS85A es un comparador de dos números de cuatro bits de entrada cada

uno.

Los comparadores de dos números de mayores números de bits se construyen a partir de la unión

de varios circuitos comparadores en cascada del tipo 74LS85A fabricados con la tecnología TTL.

Los circuitos integrados que están siendo utilizados en cada uno de estos laboratorios están

enmarcados en la clasificación de circuitos MSI.

El programa WINBREADBOARD es bastante dinámico y real, sin embargo tiene algunas

limitaciones para los usuarios avanzados.

Codificador

Comentarios:

Como se puede notar en el diagrama lógico del circuito, este hace uso de la lógica negativa ya que

las entradas se activan cuando están a un nivel BAJO, de igual manera las salidas también se

niegan por lo que para una lectura correcta del resultado que deseamos tenemos que utilizar tres

compuertas inversoras a las salidas.

De igual manera como se vio en laboratorios anteriores por ejemplo en el caso del circuito

sumador y del circuito comparador, es posible hacer trabajar varios circuitos integrados en

cascada para codificar una mayor cantidad de números en el sistema octal. De manera general se

en las codificaciones las cantidades de entradas y de salidas están relacionadas con la siguiente

expresión , donde N: número de entradas y n: número de salidas.

Conclusiones:

Los codificadores con prioridad son aquellos circuitos integrados que presentan la particularidad

de que cuando varias entradas se activan al mismo tiempo, solo se va a codificar la entrada que

tenga mayor valor numérico

Decodificador

Conclusiones:




Como se puede notar en el diagrama lógico del circuito, este hace uso de la lógica negativa ya

que las entradas se activan cuando están a un nivel BAJO, de igual manera las salidas también se

niegan por lo que para una lectura correcta del resultado que deseamos tenemos que utilizar

inversores a las salidas.

Conclusiones:

La codificación que realiza el integrado 74LS147 será de aquella entrada que tenga el mayor valor

numérico siempre en cuando se encuentre en nivel BAJO (L) sin tomar en cuenta que las demás

entradas se encuentren en nivel ALTO (H) o BAJO (L).

Multiplexor

Comentarios:

En vez de utilizar el circuito 74LS154, podemos utilizar el circuito 74LS42 que realiza además de la

función de decodificación, la función de demultiplexación en donde convierte la entrada que

ingresa por la terminal “D” en un valor lógico que sale por la terminal que le corresponde a la

entrada de selección que está señalada por el switch de control.

Conclusiones:

Las dos salidas ( ̅) que tiene el multiplexor 74LS151, cumplen la misma finalidad pero en

situaciones opuestas, es decir cuando se quiere indicar valores lógicos “0” se usa “ ”, mientras

que cuando se desea indicar valores lógicos “1” se usa “ ̅”

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