PRÁCTICA 7. CIRCUITOS ARITMÉTICOS 1. Objetivo El objetivo de esta práctica es estudiar circuitos aritméticos. Como ejemplo de los circuitos aritméticos se va a usar el integrado 74LS283 (sumador completo paralelo de 4 bits). El resultado de la suma realizada será visualizado en un display de 7 segmentos, haciendo uso del decodificador correspondiente. 2. Material necesario La práctica se realizará en el Laboratorio S2 del Área de Tecnología Electrónica del edificio de Talleres y Laboratorios de la Escuela, donde se hará uso de: Placa de pruebas Sumador de 4 bits 74LS283 Decodificador 74LS47 Fuente de alimentación y generador de onda Placa con registro de captura Placa con array de resistencias y display 7 segmentos 3. Conocimientos previos El alumno debe conocer el funcionamiento de los sumadores binarios, así como de los decodificadores BCD a 7 segmentos. 4. Realización de la práctica 1. Sumador continuo a) El montaje consiste en un sumador realimentado, Se hará uso del sumador 74LS283, donde uno de los sumandos es el resultado de la suma anterior y el otro sumando es constante. El pin-out del componente mencionado se muestra en la Figura 1. Para lograr almacenar el valor de la suma anterior se usará un registro de captura, donde se almacenará la suma parcial, como puede verse en la Figura 2. El sumando constante es igual a 1, de forma que el circuito completo se comporta como un contador binario, con las salidas en Q1-Q4. Para el registro se va a utilizar un circuito configurable, que ya está montado en una placa de circuito impreso, y cuyo esquemático se muestra en la figura 3. Figura 1.Pin-out del sumador de 4 bits 74LS283 1
Figura 2. Sumador continuo Realizar el montaje descrito en la Figura 1, donde la señal de reloj se obtendrá del generador de funciones. Para comprobar que el resultado de la suma es correcto, se elegirá una frecuencia baja en el reloj, y los valores de las salidas Q0, Q1, Q2, Q3 pueden observarse en sendos leds colocados en la placa del registro. (3.5 PUNTOS). b) A qué valores lógicos hay que conectar las señales SEL y RST del registro de cuatro bits? Por qué? (1.5 PUNTOS). Figura 3. Registro de captura 2. Visualización de la suma en el display de 7 segmentos a) El objetivo de este apartado es conectar el decodificador y el display para visualizar la cuenta tal como se muestra en la Figura 4. Puesto que el sumador binario proporcionará números por encima de 9 y sólo contaremos con un display, los 2
números del 10 al 15 serán representados en el display pero no como dicho número, sino encendiendo los displays que se indican en la Figura 7. (3.5 PUNTOS). Figura 4. Esquema de conexionado del contador, el decodificador BCD- 7 segmentos y el display de visualización El display no es más que un conjunto de LEDs (Light emitter diode), en nuestro caso con el ánodo común. Hay que colocar una serie de resistencias entre el decodificador y el display que tienen como misión regular la intensidad que circula por los diodos. Para realizar este montaje, se dispone de una pequeña placa con el display ya montado con las resistencias conectadas. En esta placa están accesibles los 8 terminales del display, junto con el terminal común (ánodo), según se muestra en la Figura 5. Las resistencias usadas vienen empaquetadas en formato DIP (Dual-In-line-Package), conectadas en línea. Figura 5.PCB de la pequeña placa que contiene el display y las resistencias limitadoras de corriente Por su parte, el display de 7 segmentos tiene 10 pines, de los cuales dos son el común, y los otros 8 corresponden a los 7 segmentos y al punto decimal, distribuidos tal y como se muestran en la Figura 6. 3
Figura 6.Esquema de conexiones del display de ánodo común Se ofrece, como documentación adicional, el pin-out y la tabla de verdad del decodificador BCD- 7 segmentos 74LS47 en la Figura 7 y Figura 8 respectivamente. Figura 7.Pin-out del decodificador BCD- 7 segmentos 74LS47 4
Figura 8.Tabla de verdad del decodificador BCD- 7 segmentos 74LS47 b) Indica a qué nivel (alto o bajo) has conectado todas las señales de control del display y del decodificador (señales COMUN, BI, RBI y LT). Por qué? (1.5 PUNTOS). 5