LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .

1

LABORATORIO # 3 Realización : 09 – 11 - 2012

CIRCUITOS CODIFICADORES Y DECODIFICADORES 1. OBJETIVOS

Los objetivos de este laboratorio es que Usted, aprenda a: Simplificar funciones utilizando Multiplexores Resolver problemas reales planteados a través de simplificación con multiplexores Realizar el análisis y diseño de codificadores y decodificadores Manipular display de 7 segmentos (ánodo común o cátodo común) Familiarizarse con el uso de decodificadores de 7 segmentos Utilizar circuitos integrados que realicen una codificación y una decodificación

2.- PARTE TEÓRICA Multiplexores Un multiplexor es un circuito combinacional que selecciona una de 2n entradas y la direcciona hacia una salida. Básicamente es un selector de datos, solo permite que uno de los datos de entrada se direccione hacia la salida. En la figura a continuación se muestra el esquema básico de un multiplexor de 4 entradas y una salida, que denominaremos multiplexor 4x1 o de forma abreviada MUX 4x1.

Si se observa la siguiente tabla de verdad, evaluando la función para las diferentes combinaciones de A y B, se obtendrá en la salida una de las 4 entradas E0, E1, E2, E3.

A B f

0 0 E0

0 1 E1

1 0 E2

1 1 E3

Las entradas E0, E1, E2, E3 se denominan datos

Las entradas A y B se denominan selectores

Los multiplexores se encuentran como circuitos integrados en presentaciones de 2, 4, 8 y 16 entradas.

2

Es importante al analizar las hojas de especificaciones de estos CI establecer claramente cuáles son las entradas de datos, y cuáles son los bits más y menos significativo del MUX, puesto que de ello depende el resultado de la salida. Para simplificar se utiliza la siguiente representación Adicionalmente se puede agregar una compuerta NOT a la salida y así obtener la función negada.

También puede contarse con una señal de "ENABLE". Esto permite habilitar o deshabilitar el multiplexor. Note que si la señal de ENABLE es igual a 1 la salida siempre será 0 y si es igual a 0 se obtendrá la función de salida.

Todo esto se indica claramente en la hoja de especificaciones del CI para cada tipo de multiplexor.

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .

3

Para el caso de 8 entradas se necesitarán 3 bits para seleccionar y el multiplexor se denominará 8x1.

A B C f

0 0 0 E0

0 0 1 E1

0 1 0 E2

0 1 1 E3

1 0 0 E4

1 0 1 E5

1 1 0 E6

1 1 1 E7

Los multiplexores, se utilizan en los sistemas digitales para diversas aplicaciones, como lo son: direccionar datos, conversión de paralelo a serial y para generar funciones lógicas. Cuando se usan para este fin los selectores fungen como variables lógicas y cada entrada de dato se conectará a tierra o voltaje según el valor en la tabla de verdad sea 0 o 1. Con esto no se minimiza el circuito.

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .

4

Árbol de multiplexores

Se pueden combinar multiplexores entre si para obtener una multiplexación de un gran número de entradas. En la figura se muestra un MUX de 16x1 y su equivalente con la utilización de 5 MUX de 4x1. Note que los selectores deben acomodarse para seleccionar la entrada adecuada.

Codificadores Un codificador convierte una señal activa de entrada en una señal de salida codificada, estos circuitos son sistemas combinacionales de 2n entradas u n salidas, realizados de tal forma que cuando una sola de las entradas adopta un estado lógico determinado (0 o 1) a la salida aparece la correspondiente combinación binaria al número decimal asignados a dichas entradas. O sea que hay n líneas de entrada, de las cuales sólo una es activa. La lógica interna del codificador convierte esta entrada activa en salida binaria codificada con m bits

Codificador decimal a BCD

En el codificador decimal a BCD, los conmutadores son del tipo pulsador como las teclas o botones de una calculadora de bolsillo. El 74147.- Es un codificador decimal a BCD. El decodificador Un decodificador es un circuito combinacional que convierte información binaria de n líneas de entrada a un máximo líneas únicas de salida. Si la información decodificada de n- bit tiene combinación usadas o no importa, las salida del decodificador tendrá menos de 2" salidas.

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .

5

Su propósito es generar los 2" (o menos) mintérminos de variables de entrada. El nombre decodificador también se utiliza junto con convertidores de código como un decodificador BCD a siete segmentos Como un ejemplo, considérese el circuito decodificador de 3-a-8 líneas Las tres entradas se decodifican en ocho salidas, cada salida representando uno de los mintérminos de las tres variables de entrada. Los tres inversores proporción complemento de las entradas, y cada una de las ocho compuertas AND genera uno de los mintérminos. Una aplicación particular de este decodificador sería una conversión de binario en octal, las variables de entrada pueden representar un número binario, las salidas representan entonces los ocho dígitos en el sistema numérico octal sin embargo, un decodificador de 3 a 8 líneas puede usarse para decodificar cualquier código de 3 bit para proporcionar ocho salidas, una para cada elemento del código. 3.- PRE INFORME 1. Construir un MUX 8x1 utilizando compuertas lógicas NOT, AND Y OR. (TTL o CMOS)

2.- Simplificar la siguiente función utilizando MUX: (TTL o CMOS) X Y Z F 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1

3. Implemente la siguiente función utilizando un multiplexor: (TTL o CMOS)

F(A,B,C,D) = Σ(0, 1, 3, 4, 8, 9, 15) 4. Utilizando dos MUX, diseñar un circuito que, estando constituido por cuatro pulsadores, A,B,C,D y dos lámparas, L1 Y L2, cumplan las siguientes condiciones de funcionamiento:

L1 se encenderá si se pulsan tres interruptores cualesquiera. L2 se encenderá si se pulsan los cuatro pulsadores Si se pulsa un solo pulsador, sea este el que sea, se encenderán L1 y L2.

7.- Realice la simulación en el programa simulador PROTEUS de todos los circuitos diseñados.

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II . 555

5. Para el circuito Multiplexor 74151, investigar la configuración de pines para las ocho señales a multiplexar, la señales de selección, la señal de habilitación, las salidas y su alimentación. Con la finalidad de encontrar la tabla de verdad del circuito integrado.

6.- Para el circuito decodificador 74LS138, Realizar el diseño para utilizarlo como Demultiplexor.

6

4.- LABORATORIO 1.- Implemente en laboratorio todos los circuitos diseñados para el pre informe. 5.- INFORME 1.- Para todos los circuitos implementados en laboratorio realizar el esquema del circuito montado. Compare los datos teóricos y los prácticos. 6.- BIBLIOGRAFÍA

Fundamento de Electrónica Digital “Thomas L. Floyd” Manual de practicas de Electrónica Digital “Enrique Mandado Pérez, Juan José Rodríguez

Andina” Sistemas Digitales “Ronald J. Tocci” Diseño Digital “M. Morris Nano”

LABORATORIO Ing. Hernán Felipe García AriasLABORATORIO ELECTRONICA II .