Circuitos Aritméticos

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTBAL DE HUAMANGA

ESCUELA DE FORMACIN PROFESIONAL DE INGENIERA DE SISTEMAS Sistema Digitales y Arquitectura de Computadoras (IS-341)

Ing. Christian Lezama Cuellar Ing. Richar Cordova Flores

Semestre 2015 - I Pgina 1 de 8

LABORATORIO NRO. 04 NOTA TEMA: Circuitos Aritmticos

ALUMNO: CODIGO:

GRUPO: Martes: 12:00 pm 04:00pm

Jueves: 01:00 pm 05:00pm

Viernes: 02:00 pm 6:00pm

Sabado 6:00am 10:00am

Sabado 5:00pm 9:00pm

1 OBJETIVO Implementar un circuito sumador/restador con signo para operadores de 4 bits.

Manipular el C.I. 74LS83 para sumar y restar operadores de 4 bits.

Manipular diplays de 7 segmentos para mostrar los resultados con signo.

Con el apoyo del simulador Proteus Isis y Winbreadboard, verificar el diseo y funcionamiento del

circuito desarrollado.

2 MATERIALES Y SOFTWARE DE SIMULACIN REQUERIDOS Fuente de voltaje VDC = 5V, protoboard, cables de conexin y pela-cables.

C.I. 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 74LS86.

2 C.I. 74LS83 2 C.I. 74LS83

2 C.I. decodificadores de 7 segmentos (74LS46 74LS48)

9 LEDs y 2 displays de 7 segmentos con sus respectivos decodificadores (tem anterior).

Resistores de carbn de 1/2W. 9 de 220 y 14 de 470.

Software: Proteus Isis c 7.2, Winbreadboard v 1.2

3 INFORMACIN TERICA a) C.I. Sumador Completo de 4 bits: 74LS83 74LS283

Operandos de 4 bits: A = A4 A3 A2 A1 B = B4 B3 B2 B1

La suma de operandos de 4 bits Cin Carry de entrada

A4 A3 A2 A1 +

B4 B3 B2 B1

Carry de salida Cout S4 S3 S2 S1 = A + B





b) Display de 7 segmentos

Es un componente que se utiliza para la representacin de nmeros en muchos dispositivos

electrnicos, y aunque cada vez es ms frecuente encontrar LCDs en estos equipos (debido a su

bajsima demanda de energa), todava hay muchos que utilizan el display de 7 segmentos por su

simplicidad.

Est ensamblado de manera que se pueda activar cada segmento (diodo LED) por separado logrando

de esta manera combinar los elementos y representar todos los dgitos decimales en el display (del 0

al 9).

Cada elemento del display tiene asignado una letra que identifica su posicin en el arreglo del display.

Ver el grfico

Activando todos los segmentos se forma el dgito "8"

Activando los segmentos: "a,b,c,d,e,f" se forma el "0"

Activando los segmentos: "a,b,g,e,d" se forma el dgito "2"

Activando los segmentos: "b,c,f,g" se forma el dgito "4"

p.d. representa el punto decimal

Tipo1: El display nodo comn

Tiene todos los nodos de los diodos LED unidos y conectados a la fuente de

alimentacin. En este caso para activar cualquier elemento hay que poner el

ctodo del elemento a tierra a travs de una resistencia para limitar la

corriente que pasa por el elemento.

Tipo2: El display ctodo comn

Tiene todos los ctodos de los diodos LED unidos y conectados a tierra. Para

activar un segmento de estos hay que poner el nodo del segmento a

encender a Vcc (tensin de la fuente) a travs de una resistencia para

limitar el paso de la corriente.

Tambin hay display alfanumricos que permiten representar tanto letras como nmeros.

c) Decodificador de cdigo BCD a 7 segmentos

Permite decodificar un nmero binario expresado en BCD y activar los LEDs que corresponden a los

segmentos para formar los dgitos decimales equivalentes. Existe un decodificador para cada tipo de

display.





4 INFORME PREVIO a) Investigar y completar en los siguientes recuadros, con la informacin que corresponde al resumen

de la hoja de especificaciones tcnicas de los C.I. 74LS83 74LS283:

Condiciones de operacin recomendados:

Smbolo Parmetro Mnimo Nominal Mximo Unidad

VCC Voltaje de suministro

VIH Voltaje de entrada de nivel alto

VIL Voltaje de entrada de nivel bajo

IOH Corriente de salida en nivel alto

IOL Corriente de salida en nivel bajo

TA Temperatura de operacin (aire libre)

Caractersticas elctricas:

Smbolo Parmetro Condiciones Mnimo Tpico Mximo Unidad

VOH Voltaje de salida en alto nivel

VCC=mn, IOH=mx, VIL=mx.

VOL Voltaje de salida en bajo nivel

VCC=mn, IOL=mx, VIH=mn.

VCC=mn, IOL=4 mA

Nota: valores tpicos son con VCC=5V y TA=25C.

Caractersticas de conmutacin (a VCC=5V y TA=25C): estime un promedio

Smbolo Parmetro

RL = 2 K

Unidad CL = 15pF CL = 50pF

Mnimo Mximo Mnimo Mximo

tPLH Tiempo de retardo de propagacin Salida de BAJO a ALTO nivel.

tPLH Tiempo de retardo de propagacin Salida de ALTO a BAJO nivel.





Observaciones

b) Sumador/Restador con signo para operandos de 4 Bits

El Docente de prcticas ser el facilitador para que los alumnos trabajando en grupo, concreten el

diseo de un circuito sumador/restador con signo para operandos de 4 bits, que mediante una lnea

de control (k), se pueda seleccionar las operaciones SUMA o RESTA. Los operandos binarios de 4 bits

se mostrarn utilizando leds y el resultado con signo deber mostrarse utilizando displays de 7

segmentos.

K Operacin

0 Suma A + B

1 Resta A - B

5 DESARROLLO DE LA PRCTICA

5.1 SUMADOR DE 2 BITS: IMPLEMENTACIN EN PROTOBOARD

Implemente en protoboard, el circuito sumador para operandos de 4 bits, el mismo que ser

implementado haciendo uso de un Mdulo HALF ADDER y un Mdulo FULL ADDER.

Realice las operaciones de SUMA: A + B.

Half Adder Full Adder

Suma: Cout: A.B

Suma: ( ) Cout: A.B + A.Cin + B.Cin

Para valores diferentes de los operandos, los mismos que se indican en la siguiente tabla, complete la

tabla con los resultados obtenidos en el circuito.





Operandos Resultado SUMA

1er. Sumando: A 2er. Sumando: B Led Carry Led bits

A2 A1 B2 B1 Cout S2 S1

0 0 0 0

0 1 0 1

1 0 1 0

1 1 1 1

Observaciones

5.2 SUMADOR DE 2 BITS: SIMULACIN CON PROTEUS ISIS

Implemente en Proteus, el circuito sumador para operandos de 2 bits, el mismo que ser

implementado haciendo uso de un Mdulo HALF ADDER y un Mdulo FULL ADDER.

Realice las operaciones de SUMA: A + B.




1er. Sumando: A 2er. Sumando: B Led Carry Led bits

A2 A1 B2 B1 Cout S2 S1

0 0 0 0

0 1 0 1

1 0 1 0

1 1 1 1

Observaciones





5.3 SUMADOR/RESTADOR DE 4 BITS CON SIGNO: IMPLEMENTACIN EN PROTOBOARD

Implemente en protoboard, el circuito sumador/restador con signo para operandos de 4 bits.

Seleccione la lnea de control (k=0) para realizar la operacin SUMA: A + B




1er. Sumando: A 2do. Sumando: B Displays de 7 segm.

A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 Led de Signo BCD1 BCD0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1

Seleccione la lnea de control (k=1) para realizar la operacin RESTA: A - B



Operandos Resultado DIFERENCIA

Minuendo: A Sustraendo: B Displays de 7 segm.


0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1 1 1 1

Observaciones





5.4 SUMADOR/RESTADOR DE 4 BITS CON SIGNO: SIMULACIN CON PROTEUS ISIS

Implemente en Proteus, el circuito sumador/restador con signo para operandos de 4 bits.

Seleccione la lnea de control (k=0) para realizar la operacin SUMA: A + B




1er. Sumando: A 2do. Sumando: B Displays de 7 segm.


0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1

Seleccione la lnea de control (k=1) para realizar la operacin RESTA: A - B



Operandos Resultado DIFERENCIA

Minuendo: A Sustraendo: B Displays de 7 segm.


0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1 1 1 1

Observaciones





6 CONCLUSIONES

7 BIBLIOGRAFA

8 ANEXO Ubicacin de componentes en la ventana Pick Devices

Dispositivo Librera Sub-categora Categora AND, OR, NOT ACTIVE Gates Simulator Primitives NAND; NOR, XOR ACTIVE Gates Simulator Primitives 74LS83, 72LS283 74LS Adders TTL 74LS series LED ACTIVE LEDs Optoelectronics Display 7 segmentos DISPLAY 7-Segmentos Display Optoelectronics LOGICSTATE ACTIVE Logic Stimuli Debugging Tools LOGICPROBE (BIG) ACTIVE Logic Probes Debugging Tools

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