UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

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1 UNIVERSIDAD NACIONAL SAN LUIS GONZAGA DE ICA FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA DEPARTAMENTO ACADEMICO ELECTRICIDAD Y ELETRONICA TEMA : DECODIFICADORES CURSO : DIBUJO ELECTRÓNICO I CODIGO : 1J3025 ALUMNO : Zarate Valdez Josue L. CODIGO U. : CICLO : Segundo (IIEE) SECCCION : Dos (2) GRUPO : A DOCENTE : Ing Wilder Enrique Román Munive RESPONSABLE Ingeniero Mecánico Electricista, Asociado D.E. ICA 2012 INDICE

2 Introducción 2 Objetivo Marco Teórico Circuito Lógicos 2.2. Lógica Combinacional 2.3. Decodificadores 2.4. Codificadores con Prioridad 2.5. Entradas de Enable 2.6. Decodificadores de BCD a decima 2.7. Aplicaciones Procedimientos y Pruebas 9 Conclusiones..14 Bibliografía INTRODUCCION 1

3 En un sistema digital, como puede ser nuestro PC, se pueden transmitir tanto instrucciones como números mediante niveles binarios o trenes de impulsos. Si, por ejemplo, los cuatro bits de un mensaje se disponen para transmitir órdenes, se pueden lograr 16 instrucciones diferentes, esto es lo que denominábamos, información codificada en sistema binario. Otras veces nos interesa que un conmutador de varias posiciones pueda funcionar de acuerdo con este código, es decir, para cada uno de los dieciséis códigos debe ser excitada una sola línea. A este proceso de identificación de un código particular se le denomina decodificación. Los circuitos decodificadores (Decoders) son circuitos combinacionales que generan los productos canónicos de un conjunto de variables binarias aplicadas a sus entradas y se dividen en no excitadores (denominados simplemente decodificadores) si sus salidas no pueden contralar un indicador numero y excitadores (Drivers) si pueden hacerlo. También reciben el nombre de decodificadores excitadores algunos circuitos que son realmente convertidores de código. Dicho de otra manera, un decodificador realiza la función opuesta a la de codificar, es decir, convierte un código binario de varias entradas en salidas exclusivas. Podemos distinguir dos tipos básicos de decodificadores: los excitadores y los no excitadores. En el primero de los casos tenemos, por ejemplo, aquellos cuya misión es convertir el código BCD de sus entradas al formato de salida necesario para excitar un visualizador numérico o alfanumérico. I. OBJETIVO. 2

4 1.1. Objetivo General. Observar, desarrollar e implementar un circuito que por medio de un dispositivo visualizador, un decodificador y una serie de datos ingresados manualmente y de esta manera comprobar su funcionamiento y desempeño de la codificación Objetivos Específicos. Identificar los componentes de un circuito de decodificación, la conexión y comprobación de los estados lógicos del circuito. Establecer el funcionamiento, la fuente de alimentación, resistencias. La realización de este circuito nos llevara a conocer el funcionamiento de un integrado del tipo decodificador, desde la entrada de datos manualmente o por el micro switch pasando por el decodificador y su salida visualizada a los segmentos. II. MARCO TEORICO 3

5 2.1. Circuito Lógicos. Es un circuito que maneja la información en forma de 1 y o, dos niveles lógicos de voltajes fijos. 1 nivel alto o high y o nivel de bajo o low Lógica Combinacional. Consiste en variables de entrada, compuertas lógicas y variables de salida. Las compuertas lógicas aceptan señales de entrada y generan señales para las salida requeridos 2.3. Decodificadores. Es un circuito combinacional, cuya función es inversa a la del codificador, esto es, convierte un código binario de entrada (natural, BCD, etc.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2 N ), tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. Estos circuitos, normalmente, se suelen encontrar como decodificador / demultiplexor. Esto es debido a que un demultiplexor puede comportarse como un decodificador. El decodificador es un circuito combinacional diseñado para convertir un número binario (entrada) en word de "unos" y "ceros" (niveles altos y bajos de voltaje) con un orden distinto, para ejecutar un trabajo especial. En otras palabras, el word que sale es diferente al word que entró, aunque tenga la misma cantidad de bits. En Electrónica Digital es a menudo necesario pasar un número binario a otro formato, tal como el requerido para energizar los siete segmentos de los display hechos con diodos emisores de luz, en el orden adecuado para que se ilumine la figura de un individual número decimal. Los decodificadores son también usados en los microprocesadores 4

6 para convertir instrucciones binarias en señales de tiempo, para controlar máquinas en procesos industriales o implementar circuitos lógicos avanzados. El decodificador convierte números binarios en sus equivalentes Octales (base 8), decimales (base 10) y Hexadecimales Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 2 2 =4 salidas, en el que las entradas, su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente tabla, donde se ha considerado que las salidas se activen con un "uno" lógico: Fig. N 1. Decodificador Fig. N 2. Diagrama General de un Decodificador 5

7 Fig. N 3. Esquema de funcinamiento. Fig. N 2. Circuito Electrice Existen circuitos integrados de decodificadores como: el circuito CMOS que con cuatro entradas (A, B, C y D) en código binario BCD produce siete salidas (a, b, c, d, e, f y g) activas a nivel alto (5V) capaces de suministrar más de 25mA a los leds de un display de 7 segmentos. Tiene además las siguientes entradas de control: LE = validación de registro: a nivel bajo (0V) el valor de las entradas determinan el valor de las salidas; a nivel alto (5V) el último dato presente en la entrada se almacena en los registros y las salidas permanecen estables. LT = prueba de lámpara: a nivel bajo(0v) todos los segmentos de salida están a nivel alto, independientemente de las demás condiciones de entrada. BI = borrado: con LT a nivel alto (5V) y BI a nivel bajo (0V) fuerza todos los segmentos de salida a nivel bajo. El montaje y la tabla de verdad del circuito es: 6

8 El circuito TTL 7446, 7447 y 7448 que con cuatro entradas (A, B, C y D) en código binario BCD produce siete salidas (a, b, c, d, e, f y g) activas a nivel bajo (0V) capaces de suministrar corriente a los leds de un display de 7 segmentos. El 7446 con sus salidas en colector abierto (30V), el 7447 también con sus salidas en colector abierto (15V) y el 7448 con salida de potencia y resistencia interna de 2 kiloohmios. Tienen además las siguientes entradas de control: RBI = entrada de propagación de borrado activa a nivel bajo (0V): a nivel bajo (0V) apaga el display, siempre que LT esté a nivel alto (5V) y todas las entradas A, B, C y D estén a nivel bajo (0V). Además, pone la salida RBO a nivel bajo (0V) para que se pueda propagar el borrado. LT = prueba de lámpara: 7

9 a nivel bajo (0V) todos los segmentos de salida se encienden (salidas a nivel bajo 0V), siempre que BI esté a nivel alto (5V). BI/RBO = borrado prioritario a nivel bajo (0V): con BI a nivel bajo (0V) apaga el display, idependientemente de las demás entradas. Actúa también como salida indicadora de apagado del display RBO. El montaje y la tabla de verdad del circuito es: El circuito integrados CMOS 4028 es un decodificador de 4 bits de entrada y 10 salidas activas a nivel alto (5V). Aplicando una combinación de entradas (en BCD), activas a nivel alto (5V), se obtiene una salida a nivel alto y las restantes a nivel bajo. Como con 4 entradas podríamos obtener 2 4 = 16 combinaciones diferentes y sólo utilizamos 10, el resto de combinaciones (16-10 =6) de entrada deja todas las salidas a nivel bajo. 8

10 2.4. Decodificadores de BCD a decima. BCD son las iniciales de unas palabras inglesas que traducidas vendrían a significar Código Decimal codificado en Binario. Es decir cada cifra decimal se codifica según una serie de bits binarios. Ahora resulta que con 4 bits podríamos codificar hasta 16 cifras, luego vemos que hay 6 combinaciones (de 1010 a 1111) que nunca se utilizan en el código BCD; de ahí que este código sea menos compacto que el binario puro. - La conversión de decimal a BCD es muy fácil, lo verás con un ejemplo. Imagina que deseas convertir el número dado en decimal a BCD. Tomamos cada cifra decimal por separado y le asignamos la combinación que le corresponde: 1 -> 0001 = 0x8 + 0x4 + 0x2 + 1x1 5 -> 0101 = 0x8 + 1x4 + 0x2 + 1x1 7 -> 0111 = 0x8 + 1x4 + 1x2 + 1x1 9 -> 1001 = 1x8 + 0x4 + 0x2 + 1x1 3 -> 0011 = 0x8 + 0x4 + 1x2 + 1x1 9

11 Se colocan estas combinaciones unas detrás de otras y ya tenemos el número convertido a BCD (decimal) -> (BCD). - La conversión de BCD a decimal es igual de simple, vamos a utilizar otro ejemplo. Imagina que deseas convertir el numero (BCD) a decimal. Tomamos a partir de la derecha grupos de 4 bits y los convertimos a su cifra correspondiente (utilizando código binario): > > > 2 (si faltan bits se completan con ceros) Se toman las cifras decimales así obtenidas en orden inverso, por lo tanto: (BCD) -> 231 (decimal) 2.5. Aplicaciones. Su función principal es la de direccionar espacios de memoria. Un decodificador de N entradas puede direccionar 2 N espacios de memoria. Para poder direccionar 1kb de memoria necesitaría 10 bits, ya que la cantidad de salidas seria 2 10, igual a De esta manera: Con 20 bits tengo 2 20 que es 1Mb. Y con 30 bits tengo 2 30 que es 1Gb. 10

12 III. PROCEDIMIENTO Y PRUEBAS Material Requerido 1. Una Fuente De Alimentacion 5vcd 2. Una Baquelita Universal 3. Un Circuito Integrado Siete Resistencias De 220 Ohmios 5. Un Protaintegrados 6. Cable Para Circuitos Herramientas 1. Pinzas 2. Cortafrios 3. Cautin 4. Soldadura 5. Pasta Para Soldar Procedimiento 1. Inicialmente realizaremos el diagrama del circuito para ubicar exactamente la disposición y forma del circuito que vamos a construir también debemos realizar la tabla de verdad del mismo. 11

13 TABLA DE VERDAD ENTRADA SEGMENTOS A1 B1 C1 D1 A B C D E F G Posteriormente seguimos con el alistamiento y colocación de los componentes de acuerdo a nuestro diseño en la baquelita universal, esteprocedimiento se realizara componente por componente. 3. Los componentes iniciales serán los led`s que formaran los segmentos del display, se organiza segmento por segmento y procedemos a soldar cada uno de ellos, siempre teniendo en cuenta la ubicación del diagrama y los caminos de cobre en la baquelita. 12

14 4. Consecutivamente se hará lo mismo con el porta integrados en primera instancia, después las resistencias y en nuestro caso un micro switch para seleccionar los estados lógicos; recuerde que las resistencias deben ir a la entrada del integrado y del diplay para protegerlos a ambos. 5. Después de tener todos los componentes soldados a la baquelita procederemos a completar los caminos, de acuerdo con el esquema, y para eso utilizaremos el cable. 6. A continuación procederemos a verificar cada uno de los puntos soldados, y los caminos que los unen (su continuidad). 7. Seguidamente del paso de verificación, colocamos nuestro integrado 7447 en el porta integrados; y por supuesto colocamos la fuente que alimentara nuestro circuito, siempre comprobando el voltaje para no afectar nuestro circuito. 8. Por ultimo concluimos con la verificación de los datos que nos mostrara nuestro display y para eso utilizamos la tabla de verdad que hemos realizado inicialmente. 13

15 IV. CONCLUSIONES. 1 era Los decodificadores son circuitos combinacionales basados en puertas lógicas que trasforman un código de tipo binario en código decimal. Su función consiste en activar una sola de sus salidas dependiendo del estado lógico en que se encuentren sus entradas. Tienen "n" entradas y 2 n salidas. 2 da Aunque no se presentaron problemas durante la ejecución del circuito integrado pudimos observar que existen diferentes componentes que se pueden emplear para facilitar la ejecución del taller como el microswitch utilizado para introducir los datos de entrada evitando así cualquier error al colocar los cables de datos de entrada manualmente. V. BIBLIOGRAFIA. 1. Lladonosa V. Circuito básico de controles de nivel. Barcelona: Marcombo S.A (4); pag Morris Mano. Diseño Digital. Madrid: Edelvives (4); Pag Widmer, Tocci. Sistema Electrónicos Digitales. Barcelona: Marcombo S.A (4); pag.18 14