ELECTRONICS WORKBENCH

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "ELECTRONICS WORKBENCH"

Monica Márquez Lucero
hace 8 años
Vistas:

1 PRÁCTICA 3: SIMULACIÓN DE CIRCUITOS COMBINACIONALES CON ELECTRONICS WORKBENCH Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas. Miguel Martínez Iniesta Juan Antonio Ruiz Palacios

2 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA IMPORTANTE: Para poder realizar la práctica es imprescindible, presentar la hoja de resultados completa al inicio de la sesión. 1. Diseño e implementación de un circuito combinacional. Para poder realizar un proceso industrial es necesario que la temperatura de un local este comprendida entre 22 y 25 C. El local dispone de un dispositivo sensor que mide la temperatura, dando a su salida el valor de la temperatura codificado, mediante tres señales binarias como nos muestra la siguiente tabla: TEMPERATURA SALIDA A B C T < T < T < T < T < T < Se pretende diseñar un circuito combinacional de control, que tenga como entradas las señales del sensor de temperatura y que disponga de las siguientes señales de salida: AC: señal que debe activar un dispositivo que genera aire caliente al local cuando la temperatura sea menor de 23 C. 26 T < T AF: señal que debe activar un dispositivo que genera aire frío al local cuando la temperatura sea mayor o igual de 25 C. BL: señal que debe detener el proceso industrial cuando la temperatura sea menor de 22 C. o mayor o igual de 26 C. a,b,c,d,e,f,g: señales correspondientes a un display de 7 segmentos, cátodo común, que debe mostrar la siguiente información: TEMPERATURA SALIDA Del Display T < 21 A Señal de alarma 21 T < 22 L Temperatura Baja 22 T < 23 Display apagado 23 T < 24 Display apagado 24 T < 25 Display apagado 25 T < 26 Display apagado 26 T < 27 H Temperatura Alta T 27 A Señal de alarma 2

El local dispone de un dispositivo sensor que mide la temperatura, dando a su salida el valor de la temperatura codificado, mediante tres señales binarias como nos muestra la siguiente tabla:

3 En la siguiente figura podemos ver un diagrama de bloques del sistema de control: 1a) Diseñar el circuito de control y completar los siguientes apartados en la hoja de resultados: A1.- Tabla de verdad del diseño. A2.- Expresiones lógicas simplificadas. A3.- Esquema del circuito, con toda la información necesaria para implementarlo en el entrenador ( incluyendo el nº de pin de cada entrada y salida, CI que corresponde a cada puerta, así la relación de CI necesarios). 1b) Repetir los apartados A2 y A3 utilizando únicamente puertas NAND. 1c) Esquema del circuito ( con toda la información indicada en el apartado A3) utilizando para su elaboración un decodificador y las puertas necesarias. 1d) Simular con ayuda del ordenador los esquemas obtenidos en los apartados 1a) y 1c) y comprobar su correcto funcionamiento. 2. Circuitos combinacionales aritméticos: En numerosas ocasiones los circuitos digitales están compuestos por varias unidades de otro circuito, más sencillo, conectadas entre si. Para facilitar en estos casos el dibujo del esquema y su simulación se utilizan en el programa EWB los subcircuitos, que son módulos circuitales diseñados por el usuario cuyo uso es similar a un componente de la librería. Al tratarse de circuitos ya simulados y cuyo correcto funcionamiento esta comprobado, la utilización de subcircuitos simplifica el diseño y verificación de circuitos de mayor complejidad. Para crear un subcircuito haremos click con el botón izquierdo del ratón sobre un esquema ya dibujado y arrastraremos para seleccionar la parte del circuito que deseemos convertir en subcircuito. A continuación pulsaremos la opción Crear un subcircuito... del menú Circuito, le daremos un nombre (hasta 8 caracteres) y elegiremos una opción según se indica en la siguiente figura: 3

- Esquema del circuito, con toda la información necesaria para implementarlo en el entrenador ( incluyendo el nº de pin de cada entrada y salida, CI que corresponde a cada puerta, así la relación de

4 Establece una copia de los componentes seleccionados en el subcircuito, sin modificar los originales Elimina los componentes originales al obtener el subcircuito Cuando completa el subcircuito substituye los componentes seleccionados por una caja con el nombre del subcircuito El subcircuito aparecerá en una nueva ventana, y será accesible como un elemento más de la librería desde la barra de herramientas de Favoritos, pero solo en el circuito actual, para se pueda utilizar desde cualquier diseño crearemos (o copiaremos) el subcircuito en el archivo de circuitos por defecto. La siguiente figura indica como insertar un subcircuito o como cambiarle el nombre o eliminarlo: Click Derecha Insertar: Click y arrastrar 4

de la librería desde la barra de herramientas de Favoritos, pero solo en el circuito actual, para se pueda utilizar desde cualquier diseño crearemos (o copiaremos) el subcircuito

5 En el ejemplo que sigue formaremos un subcircuito con un semisumador implementado con puertas lógicas, posteriormente lo utilizaremos para construir un sumador total y finalmente también haremos un subcircuito con este: CTRL+B CTRL+B Implementar y simular el funcionamiento de un circuito sumador / restador de números binarios de 4 bits, mediante el convenio de complemento a dos, con detector de desbordamiento. 5

subcircuito con este: CTRL+B CTRL+B Implementar y simular el funcionamiento de un circuito sumador /

6 - Diagrama de bloques del circuito sumador /restador - 2a) Completar en la Hoja de resultados: - los valores de X, Y, el resultado de las distintas operaciones T (utilizando el convenio de complemento a dos) y la columna correspondiente al desbordamiento D?. - La tabla con las palabras de Generador y su contenido a programar en hexadecimal. - Dibujar el esquema del detector de desbordamiento. 2b) Implementar el circuito propuesto, utilizando los subcircuitos descritos anteriormente y las puertas lógicas necesarias. Añadir un subcircuito que implemente el detector de desbordamiento (dibujar el esquema en la hoja de resultados). 2c) Conectar a las entradas del generador de palabras los bits de las palabras de entrada X, Y y la señal de suma / resta (S /R). Conectar todas las señales de entradas y salidas a indicadores luminosos como muestra la el diagrama de bloques anterior. 2d) Programar el Generador de Palabras con los valores indicados en la tabla correspondiente de la hoja de resultados. 6

- Dibujar el esquema del detector de desbordamiento. 2b) Implementar el circuito propuesto, utilizando los subcircuitos descritos anteriormente y las puertas lógicas necesarias.

7 2e) Simular y realizar las distintas operaciones que se indican en la hoja de resultados. Comprobar el correcto funcionamiento del circuito implementado. Número Binario CD Hex. Número Binario CD Hex A B C D E F Tabla de equivalencias de números con signo en complemento a dos (CD) 7

8 GRUPO Nº : E APELLIDOS, NOMBRE Tabla de verdad: PRACTICA 3. HOJA DE RESULTADOS ALUMNO: ALUMNO: 1a) Expresiones lógicas y Esquema: J E R C I C I O ❶ 1b) Expresiones lógicas y Esquema con puertas Nand: 1b) Esquema con decodificador E J E R C I C I O ❷ Esquema del detector de desbordamiento: Generador de Palabras. Palabra Valor (hex.) Palabra Valor (hex.) A 3 B 4 C 5 D 6 E 7 F OPERACIONES A REALIZAR en complemento a dos (CD) Nº Sumando X Sumando Y Suma T= X + Y X BsX X2 X1 X0 Y BsY Y2 Y1 Y0 T BsT T2 T1 T0 D? No Minuendo X Sustraendo Y Resta T = X - Y X BsX X2 X1 X0 Y BsY Y2 Y1 Y0 T BsT T2 T1 T0 D? A B +5-2 C 0 +7 D E -7-6

E J E R C I C I O ❷ Esquema del detector de desbordamiento: Generador de Palabras. Palabra Valor (hex.) Palabra Valor (hex.

Documentos relacionados

Universidad Autónoma de Baja California Facultad de Ingeniería Mexicali

Universidad Autónoma de Baja California Facultad de Ingeniería Mexicali Sumadores En este documento se describe el funcionamiento del circuito integrado 7483, el cual implementa un sumador binario de 4 bits. Adicionalmente, se muestra la manera de conectarlo con otros dispositivos