INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA

Transcripción

1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA INGENIERÍA EN COMUNICACIONES Y ELECTRÓNICA PRÁCTICAS DE CIRCUITOS LÓGICOS LABORATORIO DE COMPUTACIÓN IV PRÁCTICA 5 NOMBRE DE LA PRACTICA: OBJETIVO DE LA PRACTICA: Multipleor y Demultipleor. Diseñar un multipleor de cuatro entradas ó canales de información en los cuales, cada canal esta compuesto de 4 bits; y diseñar también un demultipleor ó selector de datos que reciba de entrada un canal de 4 bits de información y tenga cuatro canales de salida de 4 bits cada uno. DURACIÓN: Dos horas. MATERIAL NECESARIO: Fuente de voltaje de 5 V. Dos tablillas para coneiones (protoboard). Tres DIP de 8 y uno de 4. Veinte diodos LED (cinco grupos de 4 LED, cada grupo de un solo color). 52 resistencias de 47 W. Los siguientes circuitos integrados o equivalentes: Dos 74LS56, dos 74LS53. Alambre para coneiones. Manual ECG Semiconductors. AUTORES: PROFESOR: M. en C. Salvador. Saucedo Flores. Et PROFESOR: Ing. Pablo Fuentes Ramos. Et ALUMNO PIFI: Arión Durán Beltrán. P-5-

2 Un multipleor o selector de datos es un circuito lógico que acepta varias entradas de datos y permite sólo a una de ellas alcanzar la salida. El encauzamiento deseado de los datos de entrada hacia la salida es controlada por entradas de SELECCIÓN (que algunas veces se conocen como entradas de enrutamiento). La figura 5- muestra el diagrama funcional de un multipleor general (MUX). En este diagrama las entradas y salidas se trazan como flechas grandes para indicar que pueden ser una o más líneas de señales. Eiste una señal de entrada, EN, para permitir al multipleor realizar su función. Cuando EN =, todas las salidas son. Logigrama de un multipleor de 2 entradas. Figura 5-2. Multipleor de dos entradas, sin señal de habilitación EN. El multipleor actúa como un interruptor de posiciones múltiples controlado digitalmente, donde el código digital que se aplica a las entradas de SELECCIÓN controla qué entradas de datos serán trasladadas hacia la salida. Por ejemplo, la salida Z será igual a la entrada I de algún código de entrada de SELECCIÓN específico, y así sucesivamente. Dicho de otra manera, un multipleor selecciona una de N fuentes de datos de entrada y transmite los datos seleccionados a un solo canal de salida. A esto se le llama MULTIPLEXAR. P-5-2

3 MULTIPLEXOR BÁSICO DE DOS ENTRADAS. La figura 5-2 muestra la circuitería lógica de un multipleor de dos entradas, I e I y entrada de SELECCIÓN S. El nivel lógico que se aplica a la entrada S determina qué compuerta Y se habilita de manera que su entrada de datos atraviese la compuerta O hacia la salida Z. Observando esto desde otro punto de vista, la epresión booleana de la salida es Con S =, esta epresión se convierte en lo cual indica que Z será idéntica a la señal de entrada I, que puede ser un nivel lógico fijo o bien, una señal lógica que varía con el tiempo. Con S =, la epresión se transforma en lo cual muestra que la salida Z será idéntica a la señal de entrada I. Y su símbolo es: Figura 5-3. Multipleor de cuatro entradas MULTIPLEXOR DE CUATRO ENTRADAS. Se puede aplicar la misma idea básica para formar el multipleor de cuatro entradas que se muestra en la figura 5-3. Aquí se tienen cuatro entradas, que se transmiten en forma selectiva a la salida con base en las cuatro combinaciones posibles de las entradas de selección S S. Cada entrada de datos se accede con una diferente combinación de niveles de entrada de selección. I se captura con S S negadas las dos, de manera que I pase a través de su compuerta Y hacia la salida Z sólo cuando S = y S =. La tabla de la figura da las salidas de otros tres códigos de selección de entrada. P-5-3

4 En las familias lógicas TTL y CMOS se dispone regularmente de multipleores de dos, cuatro, ocho y dieciséis entradas. Estos circuitos integrados básicos pueden ser combinados para la multipleación de un gran número de entradas. Diseñando el multipleor: Multipleor de cuatro canales de entrada, cada uno de cuatro bits (4 ) P-5-4

5 Diagrama topológico del multipleor 4 (cuatro canales de entrada y uno de salida) se muestra a continuación. Un demultipleor realiza la función opuesta de la de un multipleor; por ejemplo, un demultipleor de n salidas de un bit tiene una entrada de datos y s entradas para seleccionar una de las n=2 s salidas de datos. Demultipleor con cuatro salidas: Diseñamos ahora el demultipleor de cuatro canales de información y cuatro canales de salida, donde cada canal de la salida tiene cuatro bits. P-5-5

6 Diagrama topológico de un demultipleor ó distribuidor de datos de un canal de entrada y cuatro canales posibles de salida Nota:Observar la coneión de los LED en este circuito y tomar en cuenta la polarización, pues el 56 es de colector abierto. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Armar los dos circuitos topológicos anteriores Consultar las configuraciones internas de los circuitos integrados a utilizar en el manual ECG Semiconductors. P-5-6

7 Con base a este manual y a la configuración interna del circuito integrado 74LS55 o 74LS56 eplicar por qué se conectó de esa manera el DIP Entregar en el reporte correspondiente a esta práctica el diagrama de la configuración interna de los circuitos integrados utilizados. Nota: El alumno o el equipo de trabajo deberá presentarse al laboratorio con los circuitos anteriores ya armados. CUESTIONARIO. Al cerrar el circuito del canal 5 del DIP la señal que manda es un o un? 2. Al cerrar el circuito del canal 6 del DIP la señal que manda es un o un? 3. Si quisieras manejar las señales de entrada con puros ceros o con puros unos Qué circuito integrado tendrías que anear a la coneión del diagrama topológico del demultipleor para obtener la misma respuesta en la salida? 4. Dibuja el diagrama de la respuesta de la pregunta Qué significa el círculo pequeño dibujado en la entrada de cualquier compuerta o circuito? R: Que esa compuerta o ese circuito se activa en cero. 6. Completar la tabla de verdad del siguiente CI. SELECCIÓN DE ENTRADAS PERMISO (a ó b) ENTRADAS (a ó b) SALIDA (a ó b) S S I I I 2 I 3 Z P-5-7

8 significa no importa 7. Calcular la tabla de verdad del siguiente CI y dibujar su logigrama. A A E a E b O O O 2 O 3 E b E b O O O 2 O 3 P-5-8