Circuitos Electrónicos Digitales. Subsistemas Combinacionales. Departamento de Tecnología Electrónica Universidad de Sevilla
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- Carmen Botella Serrano
- hace 6 años
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1 Circuitos Electrónicos Digitales Subsistemas Combinacionales
2 Índice.Subsistemas combinacionales 2.Subsistemas de propósito específico 3.Subsistemas de propósito general
3 Subsistemas Combinacionales Facilitan el proceso de diseño, pues realizan funciones complejas habituales que requieren un gran número de puertas ( a ; CI MSI/LSI) muchas entradas (n) y muchas salidas (m) Dos tipos de terminales: datos y control control.. datos (n entradas).... datos (m salidas)
4 Subsistemas Combinacionales Señales de control: condicionan el funcionamiento del subsistema (habilitan, inhiben, etc) Niveles de activación: en alto o en bajo E E2 E3 Ejemplo: E, ENABLE activo en alto E2 y E3, ENABLES activos en bajo Activado, si y solo si: E=, E2=E3=
5 Subsistemas de propósito específico Decodificadores Decodificadores: decodifican un dato de entrada n entradas (en un determinado código) y m salidas (código one-hot, sólo una salida activa en cada momento) Ejemplo: DEC 2:4 con salidas activas en alto A A 2 Q Q Q 2 A A Q Q Q2 Q3 3 Q 3 DEC 2:4
6 Decodificadores (diseño interno) Ejemplo: DEC 2:4 con salidas activas en alto A A Q = m o Q = m Q 2 = m 2 Q 3 = m 3 (a partir de su tabla de verdad)
7 Decodificadores (funciones de salida) Ejemplo: DEC 2:4 con salidas activas en bajo A Q Q A A Q Q Q2 Q3 A 2 3 Q 2 Q 3 DEC 2:4 DEC (salidas en alto): genera mintérminos (Qi = m i ) DEC (salidas en bajo): genera maxtérminos (Qi = M i )
8 Decodificadores (funciones de salida) Ejemplo: DEC 2:4 con salidas activas en bajo (con enable en alto) E Q E A A Q Q Q2 Q3 X X A A 2 3 Q Q 2 Q 3 DEC 2:4 Q i = M i + E
9 Decodificadores (funciones de salida) Ejemplo: DEC 2:4 con salidas activas en alto (con enable en alto) E E A A Q Q Q2 Q3 Q X X A Q A 2 Q 2 3 Q 3 DEC 2:4 Q i = m i E
10 Decodificadores comerciales (DUAL 2 TO 4 DECODER/DEMULTIPLEXER) Contiene 2 DEC 2:4 con salidas activas en bajo (con ENABLE en bajo)
11 Decodificadores comerciales, ejemplos (3 TO 8 DECODER/DEMULTIPLEXER) DEC 3:8 con salidas activas en bajo (3 entradas ENABLE)
12 Diseño con decodificadores y puertas Ejemplo: Realice la siguiente función multisalida con decodificadores y puertas: F(x,y,z) = (,3,6) F2(x,y,z) = (,3,4,6)) z y x Aprovechamos la capacidad de generación de mintérminos o maxtérminos de los decodificadores F(x,y,z) F2(x,y,z)
13 Asociación de decodificadores Ejemplo: Realizar un DEC 3:8 a partir de DECs 2:4 I I I2 Q Q Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7
14 Asociación de decodificadores (i) Ejemplo: Realizar un DEC 4:6 a partir de DECs 2:4 I I I2 I3 E Q Q Q2 Q3 Q4 Q5 Q6 Q7 Q8 Q9 Q Q Q2 Q3 Q4 Q5
15 Subsistemas de propósito específico: Codificadores Realizan la función inversa a los decodificadores: admiten sólo una entrada activada, codificando su valor en un código concreto Ejemplo: CODIF 4:2 con entradas activas en bajo y salidas activas en alto (binario natural) I I I 2 I 3 CODIF 4:2 2 3 A A I I I2 I3 Q Q
16 Diseño de codificadores (ii) Ejemplo: Realizar un CODIF 4:2 con entradas activas en bajo y salidas activas en alto (GRAY) I I I 2 I CODIF 4:2 GRAY Q Q I I I2 I3 Q Q Simplificando k-mapa: Q = I I Q = I I3 I I I 2 I 3 Q Q
17 Subsistemas de propósito específico Codificadores de prioridad Son codificadores que admiten más de una entrada activada en cada momento. Generan a la salida el código de la entrada más prioritaria (mayor peso) EJEMPLO: Codificador de prioridad 4:2(bin. natural) I I I 2 I 3 CODIF PRI 2 3 EO A A I I I2 I3 Q Q E X X X X X X EO: ENABLE OUTPUT (se activa cuando el codificador está activado pero no hay ninguna entrada activada)
18 Asociación de codif. de prioridad (i) Requieren entrada de ENABLE (EI) y GS (Group select, para saber si el codificador está activado EI I I I 2 I 3 CODIF PRI 2 3 GS EO A A EI I I I2 I3 Q Q GS E X X X X X X X X X X GS: se activa cuando el codificador está activado y hay alguna entrada activada
19 Asociación de codif. de prioridad (ii) EJEMPLO: Realizar un CODIF PRI 8:3 a partir de CODIF PRI 4:2 I I I2 I3 I4 I5 I6 I7 EI 2 3 EO GS EI 2 3 EO GS EI Q2 Q Q
20 Asociación de codif. de prioridad (iii) EJEMPLO de funcionamiento I I I2 I3 I4 I5 I6 I7 EI 2 3 EO GS EI 2 3 EO GS EI Q2 Q Q
21 Asociación de codif. de prioridad (iv) EJEMPLO de funcionamiento I I I2 I3 I4 I5 I6 I7 EI 2 3 EO GS EI 2 3 EO GS EI GS Q2 Q Q
22 Asociación de codif. de prioridad (v) EJEMPLO de funcionamiento I I I2 I3 I4 I5 I6 I7 EI 2 3 EO GS EI 2 3 EO GS EI GS Q2 Q Q
23 Subsistemas de propósito específico Convertidores de código Realizan un cambio en el código de representación de la información; por ejemplo: Binario/gray Gray/binario BCD/7 segmentos.. datos (en código A).... datos (en código B)
24 Diseño de convertidores de código Opción : a partir de su tabla de verdad I EJEMPLO: Realizar un convertidor de binario natural a gray de dos bits I 2 Q Q I I Q Q Q Convertidor Bin/gray I I Q
25 Diseño de convertidores de código Opción 2: Asociando DEC-CODIF (con los códigos adecuados) EJEMPLO: Realizar un convertidor de binario natural a gray de dos bits A A 2 2 Q Q 3 DEC 2:4 3 Codif Gray
26 Convertidores de código comerciales Convertidor BCD a 7 segmentos Visualizador (con convertidor incluido)
27 Subsistemas de propósito específico Comparadores de magnitud Comparan las magnitudes de dos números de n bits a 3 a 2 a a b 3 b 2 b b G E L A B A >B A =B A <B G E L A B G E L A>B A=B G O E L A<B
28 Conexión en cascada de comparadores Conexión en cascada para formar un comparador de números de 2 bits
29 CI 74LS85 (Comparador de 4 bits)
30 Subsistemas de propósito específico Demultiplexores Permiten llevar la información de una línea de entrada, a alguno de los 2 n canales de salida, usando n líneas de selección I 2 3 Q Q Q2 Q3 DEMUX :4 I S S Q Q Q2 Q3 X X S S Funcionalmente equivalente a un Decodificador (DEC2:4/DEMUX:4)
31 Subsistemas de propósito específico Demultiplexores Permiten llevar la información de una línea de entrada, a alguno de los 2 n canales de salida, usando n líneas de selección I 2 3 Q Q Q2 Q3 DEMUX :4 I S S Q Q Q2 Q3 X X S S Funcionalmente equivalente a un Decodificador (DEC2:4/DEMUX:4)
32 Subsistemas de propósito general Multiplexor MUX 2 n : (MUX-n) Dispone de 2 n canales de entrada, línea de salida entradas de selección de canal, que permiten elegir el dato de entrada que estará presente en la salida S S Z Q Q Q2 Q3 Z = S S Q + S S Q + S S Q 2 + S S Q 3
33 Asociación de multiplexores MUX 4: MUX 8: MUX 6:
34 Realización de funciones de n variables con Multiplexores MUX-n: permite implementar cualquier función de n variables MUX-n + INVERSOR: permite implementar cualquier función de n+ variables Ejemplo : z(x,y,z) = (,2,5,6,7)
35 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z
36 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z F(,,z) = z
37 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z F(,,z) = z F(,,z) = z
38 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z F(,,z) = z F(,,z) = z F(,,z) = z
39 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z F(,,z) = z F(,,z) = z F(,,z) = z F(,,z) =
40 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (ii) Ejemplo 2: Realizar F(x,y,z) con MUX-2 xy z F(,,z) = z F(,,z) = z F(,,z) = z F(,,z) =
41 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (iii) Ejemplo 3: Realizar F(x,y,z,u,v) con MUX-2 5 variables requiere: MUX-4 (+ inversor) Asociamos MUX-2 para conseguir MUX-4
42 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (iii) Ejemplo 3: Realizar F(x,y,z,u,v) con MUX-2 xyz uv F(,,z,u,v) = F(,,z,u,v) = F(,,z,u,v) F(,,z,u,v) = z
43 Realización de funciones de n variables con Multiplexores (iv) Ejemplo 3: (cont.) xyz uv F(,,z,u,v)
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