TEMA 3 BLOQUES COMBINACIONALES.

Transcripción

1 TEMA 3 BLOQUES COMBINACIONALES.

2 Objetivos. Describir la diferencia entre circuitos combinacionales y secuenciales. Interpretar la función de un multiplexor, un demultiplexor, un codificador y un decodificador. Generar una función lógica con un multiplexor y con un decodificador. Montar y verificar el funcionamiento de un multiplexor, un demultiplexor, un codificador y un decodificador.

3 3.1.- MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES. Sistemas Combinacionales. Sus salidas solo dependen del valor de su entrada. Sistemas Secuenciales. Los valores de sus salidas dependen no solamente de las entradas, sino del estado en que se encuentra el sistema, el cual depende de los valores de las entradas en momentos anteriores. Tienen memoria. Son capaces de recordar números que han recibido anteriormente.

4 Multiplexores Son un circuitos que permiten seleccionar cuál de varias líneas de entrada de datos debe aparecer en una línea de salida, según la configuración presente en unas líneas de control o entradas de selección.

5 Un multiplexor es un conmutador de varias posiciones con diferentes entradas y una salida. Su principal aplicación es el envío en serie de varias informaciones digitales que pueden aparecer simultáneamente en distintas entradas.

6 Diseño de un multiplexor de dos entradas El número de entradas de selección (n) depende del número de canales entrada. Número de canales de entrada = 2 n Necesitamos de una entrada de selección para dos entradas, dos para cuatro, tres para ocho entradas, etc.

7 Para la tabla de la verdad tendremos en cuenta que cuando la entrada de selección A posea el valor 0 aparecerá el valor de la entrada E 0 en la salida, y cuando posea el valor 1 será el valor de la entrada E 1 el que alcance la salida.

8 De la tabla de la verdad se obtiene la siguiente función lógica: S AE 0 E1 AE 0E1 AE0E1 AE0E1 Con Karnaugh => S E A E A 0 1

9 Diseño de multiplexor de cuatro entradas Un multiplexor de cuatro entradas necesita dos entradas de selección.

10 En la tabla de la verdad no se han escrito todas las combinaciones posibles, ya que la condición es que aparecerá en la salida S sólo la entrada que haya sido seleccionada con la entrada de selección, colocando una X para aquellos valores de entrada que son indiferentes.

11 Si los dos bits de entrada de selección AB son: 00 aparece el valor de E 0 en la salida. 01 aparece el valor de E 1 en la salida. 10 aparece el valor de E 2 en la salida. 11 aparece el valor de E 3 en la salida.

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13 El multiplexor como bloque combinacional. Un multiplexor se puede integrar en un solo bloque dentro de un CI. Los datos de entrada se presentan en la salida en función de los bits que se introduzcan por las entradas de selección.

14 Multiplexor MSI de 8 entradas. 74HC151 es un multiplexor de 8 entradas de datos (E 0 E 7 ) y 3 líneas de entrada de selección de datos (A, B y C)

15 Se le añade una entrada de inhibiciónhabilitación EN (Enable) que actúa a modo de encendido. Su entrada es negada, el multiplexor conectará los datos de entrada con la salida si a este terminal le introducimos un 0 lógico, y los desconectará si lo hacemos con 1. Dispone de una salida de datos S y de su negada S.

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17 Aumento de la capacidad de un multiplexor. Las entradas de los multiplexores comerciales están limitadas a 16 y 4 líneas de selección de datos, para poder aumentar la capacidad de un multiplexor se interconectan entre sí.

18 Generación de funciones lógicas con multiplexores. Existe la posibilidad de generar una determinada función lógica perteneciente a un determinado circuito combinacional, siempre y cuando ésta se presente como suma de productos. Así podemos construir un circuito lógico más sencillo y sin tener que utilizar puertas, reduciendo el número de circuitos integrados.

19 Ejemplo 3.1. Diseñar un circuito combinacional con un multiplexor de 8 entradas para la alarma con tres sensores del tema anterior. La tabla de la verdad será: La conexión será: S ABC ABC ABC ABC

20 Demultiplexores. Realizan la operación contraria al multiplexor, posee una única entrada de datos y varias salidas de datos con n entradas de selección. Lleva datos de la entrada a una determinada salida según la configuración en las entradas de selección

21 Se le puede comparar con un conmutador que es capaz de seleccionar dónde aparecerán los datos de la entrada. Los datos de entrada del multiplexor pasan a una sola línea de transmisión de salida por donde transcurren todos los datos. El demultiplexor retoma estos datos y los vuelve a canalizar por diferentes salidas.

22 La multiplexación y demultplexación se puede utilizar para transmitir información a través de una línea de datos procedente de varias fuentes y que posteriormente se envían a diferentes destinos.

23 Demultiplexor 74HC138.

24 3.2. DECODIFICADORES Y CODIFICADORES DECODIFICADORES. Son circuitos lógicos combinacionales con el fin de conseguir transformar una información codificada en sistema binario. Traducen el lenguaje binario de las máquinas al lenguaje que entienden las personas (números decimales, letras, etc.). Pueden poner en funcionamiento un indicador númerico, como un display de 7 segmentos.

25 A cada salida se le asigna el valor decimal correspondiente.

26 En la tabla de la verdad cuando la combinación binaria de la entrada no se corresponde a ninguna combinación del código BCD, todas las salidas se ponen a nivel bajo 0.

27 Es común encontrarse con decodificadores con salida activa baja, las salidas toman el valor lógico 0 en vez de 1.

28 Generación de funciones lógicas con un decodificador. Un decodificador se puede utilizar para generar una determinada función lógica. Una vez conocida la función lógica a generar y su tabla de la verdad, se puede hacer funcionar el circuito lógico conectando una puerta OR a las salidas del decodificador que se correspondan con aquellas combinaciones de entrada que hacen 1 a la función. Para un decodificador de salida activa baja, el procedimiento sería el mismo pero conectando una puerta NAND.

29 Decodificador BCD a 7 segmentos. Pertenece al grupo de los excitadores, ya que proporciona a su salida los datos necesarios para poder conectar un display de 7 segmentos.

30 Alimentando simultáneamente las combinaciones de diodos se obtiene: Para la configuración en cátodo común se requiere de un decodificador que proporcione un nivel de salida alto 1.

31 En el caso de que el decodificador sea de nivel bajo de salida 0, será necesario utilizar un display en el que estén conectados en ánodo común.

32 El símbolo lógico de un decodificador BCD a 7 segmentos.

33 Codificadores. Codifican en forma binaria la información numérica o alfanumérica que se le aplica a su entrada.

34 Codificador con prioridad decimal a BCD Para que un codificador funcione correctamente, solo una entrada deberá estar activa a la vez. Los codificadores con prioridad producen una salida BCD correspondiente al dígito decimal de entrada de más alto orden que se encuentre activo. Si se encuentran activas las entradas 4 y 7, el codificador proporcionará a la salida el código BCD 0111, que corresponde al dígito de más peso, en este caso el 7.

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36 Experiencias y Autoevaluación.