Circuitos combinacionales

Transcripción

1 Circuitos combinacionales Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán Universidad Carlos III de Madrid

2 Circuitos combinacionales y secuenciales l Combinacionales: alida depende sólo de la entrada jemplo: sumador de dos operandos l ecuenciales: alida depende de las entradas y del estado jemplo: sumador acumulador A B + =A+B A + Reg. Acum. =+A Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

3 Índice l Codificadores l Decodificadores l Multiplexores l Demultiplexores l Comparadores l l l l l Funcionalidad Implementación Asociación Uso para implementación de funciones Utilidad Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

4 . Codificadores l Definición: Circuito combinacional que permite transformar un nivel activo en una de sus entradas en un valor codificado l jemplo: teclado numérico ntradas: dígitos -9 alidas: codificación binaria (4 bits) Activar 5 => = (=5) Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 4

5 Codificadores sin prioridad l Características uponen que sólo una entrada puede estar activa i se activan varias entradas a la vez, la salida puede ser errónea. l Funciones lógicas =8+9 = =++6+7 = l Problemas: y 4 activas dan resultado 5 Ninguna entrada activa da resultado ntrada activa Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 5

6 jemplo: codificador 4: sin prioridad l M:N M entradas, N salidas l O: nable Output irve para diferenciar el caso de activarse y el de que no haya nada activo También sirve para asociar varios codificadores l Casos no contemplados Cualquier combinación de activación múltiple Las salidas son indiferentes Resto de casos COD4: O O X X X Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 6

7 jemplo: codificador 4: sin prioridad O X X X X + = X X X X X X X Resto de casos X X X X X X X X X X X X X X O = X X X X X X X X X X X + = Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 7

8 Codificadores con prioridad l Características i se activan varias entradas a la vez, dan prioridad a una de ellas Prioridad: Al bit más significativo: se da prioridad a la entrada mayor i se activan y 5, el resultado es 5 Al bit menos significativo: se da prioridad a la entrada menor i se activan y 5, el resultado es Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 8

9 jemplo: codificador 4: con prioridad al más significativo l M:N M entradas, N salidas l O: nable Output l I ó : nable Input o nable. Habilitación irve para habilitar: (deshabilitado) implica que las salidas valen (habilitado) indica funcionamiento normal Junto con O también sirve para asociar varios codificadores I COD4: I X X X X X X X X X X O O Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 9

10 jemplo: codificador 4: con prioridad al más significativo I X X X X X X X X X X O l Recordatorio X en las salidas X en el diagrama X en las entradas múltiples casos = I ( + ) = I + ) ( O = I( ) Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

11 Asociación de codificadores: COD8: con dos COD 4: l e encadenan los I y O l Cuando un COD está activo (I= ) y no tiene ninguna entrada activa, activa al siguiente COD (O= ) I I COD4: COD4: O O O Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

12 Utilidad de los codificadores l ensores de piso de un ascensor Codifican cada sensor al número de piso No necesita prioridad, ya que el ascensor sólo puede estar en un piso l Botonera Codifica el valor de la tecla pulsada Necesita prioridad, ya que se pueden pulsar varios botones a la vez Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

13 . Decodificadores l Definición: Circuito combinacional que transforma un valor codificado en la activación de la salida correspondiente al dicho valor. Realizan la función inversa a los codificadores DC:4 X X Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

14 Decodificadores l Funciones lógicas: Cada salida del decodificador es un mintérmino DC:4 = = = = Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 4

15 Decodificadores l Decodificador con salidas activas por nivel bajo: Cada salida del decodificador es un maxtérmino DC:4 = = = = Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 5

16 Asociación de decodificadores l DC:8 con DC:4 ólo uno de los decodificadores está activo, dependiendo del valor de l inversor hace la función de un DC: No tiene nable global DC:4 DC: Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 6

17 Asociación de decodificadores l DC4:6 con DC:4 ólo uno de los decodificadores está activo, dependiendo del valor de l decodificador de la izquierda se comporta como un DC: Tiene nable Global. i =, ningún decodificador se activa y las salidas valen DC:4 DC:4 DC: Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 7

18 Asociación de decodificadores l DC4:6 con DC:4 ólo uno de los decodificadores está activo, dependiendo del valor de y DC:4 DC:4 DC:4 DC: DC:4 4 5 Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 8

19 Implementación de funciones lógicas con decodificadores l l l e pueden implementar funciones lógicas con un DC y una puerta OR Las salidas del DC son los mintérminos. e suman las que valgan en la tabla de verdad l dual se hace con DC de salidas a nivel bajo y una puerta AND. b a DC:4 = ab = ab = ab = ab m a b f f = ab + ab = + b a DC:4 f Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 9

20 Decodificador BCD-decimal l Decodifica un dígito decimal codificado en BCD (natural) a salidas que representan -9 l l comportamiento no está definido si la entrada no es un dígito decimal BCD-DC Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

21 Decodificador BCD-7 segmentos l Decodifica un dígito decimal codificado en BCD (natural) a los LDs de un display 7-segmentos Display 7-seg f e a g d b c Resto a b c d e f g X X X X X X X BCD-7G a b c d e f g Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

22 Utilidad de los decodificadores l Microprocesadores: Decodificación de instrucciones Puertos de /, direcciones de memoria, etc. Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

23 . Multiplexores l Definición: Circuito que permite seleccionar una de las entradas y copiar su valor a la salida. La entrada seleccionada depende del valor que se dé a las entradas de control. e denominan por el número de entradas de dato: MUX, MUX4, n = N N=entradas de datos, n=entradas de control C MUX C MUX4 C C MUX4 C C Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

24 Multiplexores l Función lógica l Implementación con puertas MUX4 C C C C C C = C C + C C + + C C + C C Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 4

25 Multiplexores l Función lógica MUX4 C C C C l Implementación con decodificador C C DC:4 = C C + C C + C C + C C + Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 5

26 Asociación de multiplexores l MUX8 a partir de MUX4 y MUX MUX4 C C MUX4 C C C l MUX selecciona entre los MUX4, dependiendo del valor del bit de control más significativo (C) l Los bits de C y deben asignarse según su peso C C Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 6

27 Asociación de multiplexores l MUX8 a partir de MUX MUX4 C C MUX4 C C MUX4 C C C l l MUX4 de la derecha se comporta como un MUX l Recordatorio: las entradas de un circuito DBN estar conectadas; las salidas pueden quedar desconectadas C C Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 7

28 Implementación de funciones lógicas con multiplexores l Con un MUX de tantas entradas de control como variables tiene la función Las variables de la función van al control del MUX, ordenadas por peso Los valores de la función en la tabla de verdad son las entradas de datos del MUX a b c f MUX C C C a b c f Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 8

29 Implementación de funciones lógicas con multiplexores l Con un MUX de menos entradas de control que variables tiene la función Agrupar la tabla de verdad según las variables menos significativas Las variables de la función de mayor peso van al control del MUX, ordenadas por peso Los valores de la función en la tabla de verdad son las entradas de datos del MUX a b c f f(c) /C C /C C MUX4 C C a b Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 9

30 4. Demultiplexores l l l Definición: circuito que copia el valor de la entrada de datos en la salida indicada por el valor de las señales de control. on el circuito opuesto a los multiplexores on equivalentes a decodificadores, si equiparamos las entradas de control (Ci) del DMUX a las de datos (i) del DC, y la señal de dato del DMUX (D) al nable del DC () D C C DMUX4 D C C DC:4 X X Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

31 Utilidad de multiplexores y demultiplexores l Transmisión serie multiplexada A B C MUX C B A DMUX A B C D D Línea telefónica digital multiplexada en el tiempo Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

32 5. Comparadores l Definición: circuito que permite determinar si dos datos son iguales, o si uno es mayor que otro. l N es el número de bits de los datos N N a b COMP a>b a=b a<b Comparador -bit a b a=b a>b a<b f f f a= b a> b a< b = = = a b ab ab Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

33 Comparadores l Comparador -bit fa= b = ( a b ) ( a b ) ( a b ) a=b a=b a=b fa> b = ab + a>b + ( a + ( a b ) a b + b ) ( a b ) a fa> b = ab + a<b + ( a + ( a b b ) a b ) ( a + b b ) a b a=b y a>b a=b, a=b y a>b a=b y a<b a=b, a=b y a<b l l a b COMP a>b a=b a<b e puede generalizar De este modo se reutilizan muchas puertas (XOR) Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8

34 Bibliografía l Circuitos y istemas Digitales. J.. García ánchez, D. G. Tomás, M. Martínez Iniesta. d. Tebar-Flores l lectrónica Digital, L. Cuesta,. Gil, F. Remiro, McGraw-Hill l Fundamentos de istemas Digitales, T.L Floyd, Prentice-Hall Luis ntrena, Celia López, Mario García, nrique an Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 8 4