informe-2

7/18/2019 informe-2

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SISTEMAS DIGITALES ESPE

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TEMA:

Armado de un circuito sumador-restador de 4 bits con su respectiva

implementación a un decodificador BCD de 7 segmentos (ánodo).

OBJETIVO GENERAL:

Realizar la construcción de un circuito sumador y restador en el mismo

circuito, mediante el integrado 74ls283 y un XOR, para luego poder

implementar un decodificador BCD de 7 segmentos (ánodo) y observar

los resultados.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Armar un circuito sumador de 4 bits, mediante el integrado 74ls283, para

poder realizar sumas de 4 bits respectivamente.

Diseñar un circuito restador de 4 bits mediante su implementación en el

circuito sumador, aplicando una compuerta XOR, para poder dar doble

funcionalidad al circuito.

Implementar un decodificador BCD de 7 segmentos al circuito sumador-

restador, mediante el uso del integrado 74ls47 (ánodo común), para

verificar las sumas y restas y su decodificación establecida atravez de un

display.

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ANTECEDENTE

Circuito sumador completo de 4 bits

El sumador completo de 4 bits es una concatenación de 4 sumadores binarios

completos de 1 bit, la concatenación se realiza a través de los terminales de

acarreo saliente (Cin) y acarreo entrante (Cout).

En electrónica un sumador es un circuito lógico que calcula la operación suma

generalmente realizado en código binario o BCD exceso 3, caracterizado por:

Los sumadores emplean el sistema binario.

Las entradas son A, B, Cin que son las entradas de bits A y B.

Cin es la entrada de acarreo.

La salida es S y Cout es la salida de acarreo.

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4BIT BYNARY FULL ADDER (grafico comercial) HAD74LS283P

EXPLICACIÓN DE PINES

1. Salida de la Sumatoria 1 de 2 bits

2. Ingreso de 1 bit B23. Ingreso de 1 bit A2

4. Salida de sumatoria 2 de 2 bits

5. Ingreso de un bit A1

6. Ingreso de un bit B1

7. Acarreo CINT de la suma de 1, 2, 3,4

8. GND (diferencial de potencial que tiene como referencia 0)

9. Acarreo de salida COUT10.Salida de sumatoria 4 de 2 bits



13.Salida de sumatoria 3 de 2 bits



16.VCC (representa la energía necesaria para que funcione el integrado)

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IMPLEMENTACIÓN DE UN CIRCUITO RESTADOR DE 4 BITS AL CIRCUITO

SUMADOR

Resta binaria en un circuito aritmético

Para realizar la resta binaria en el circuito se necesita realizar la suma del

minuendo con el complemento a 2 del sustraendo.

Por lo que el circuito sumador se lo puede adecuar para hacerlo restador

también.

Para obtener el complemento 2 del sustraendo se requiere completar cada bit

del binario y luego agregar 1 a la suma.

Para la última suma se necesita sumar 1 por lo que el acarreo de entrada iría

directo con un uno lógico.

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Por lo general la compuerta XOR va aplicada hacia las entradas B

Por lo tanto para el funcionamiento del circuito el conector que va hacia el Cin y

las entradas B se lo nombra como “SEL”.

Si analizamos el comportamiento de SEL y la compuerta XOR tenemos:

SEL EntradaB

XOR

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Si analizamos el comportamiento observamos que:

SEL=0 no cambia la entrada del bit B.

SEL=1el bit de entrada B se complementa.

Para determinar el funcionamiento del circuito se tiene que:

SEL=0 suma

SEL= 1 resta

Diagrama del circuito sumador restador

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Análisis de conexión

Las conexiones son similares a la de un sumador comercial de 4 bits.

En las entradas B se aplica una compuerta XOR a cada una, El bit B a una

entrada de la XOR, y la otra entrada viene directo del SEL.

El SEL también va conectado al Cin.

Dificultades

La cantidad de cableado por cada integrado es muy confusa.

Las conexiones se tornan dificultosas por la falta de puntos de conexión.

Si los componentes no se fijan bien al protoboard el circuito no funciona

correctamente.

Conclusiones

Par que la resta funcione correctamente solo de necesita complementar

al bit, eso se lo hace con la compuerta XOR al inicio y luego sumar 1 al

resultado de las operaciones, eso se logra aplicando un “uno lógico” al

acarreo de entrada.

Una vez obtenido en circuito sumador de 4 bits, se lo puede modificar

fácilmente para que funcione para que en ese mismo circuito funcione la

suma y resta.

Se genera un código de 4 bits, por lo que se podría complementar un

decodificador y así poder visualizar de mejor manera los resultados.

Recomendaciones

Tener en cuenta que cada elemento necesita su respectiva polarización

especial para el caso por lo que se recomienda revisar bien las mismas.

Es necesario llevar a cabo las debidas simulaciones para poder detectar

errores de conexiones.

Evitar conexiones malas o cortos ya que los elementos son muysensibles y delicados.

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IMPLEMENTACION DE UN DECODIFICADOR BCD DE 7 SEGMENTOS AL

CIRCUITO SUMADOR-RESTADOR

Para la respectiva implementación vamos a usar un decodificador BCD de 7

segmentos (ánodo común), este elemento se lo encuentra en el circuito

integrado 74LS47.

¿Por qué ánodo común?

Se lo denomina ánodo común ya que en cada una de sus salidas posee una

compuerta negadora, es decir la respuesta es negada.

¿Por qué se niega la respuesta?

Se niega ya que de esta forma se usa el display ánodo común, cumpliendo asílos objetivos propuestos.

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Data sheet (74LS47)

Detalle de pines

1. Primera entrada

2. Segunda entrada

3. LT

4. Bi/ RBO

5. Activador del decodificador

6. tercera entrada

7. cuarta entrada

8. GND conexión a tierra

9. segmento a visualizarse (e)

10.segmento a visualizarse (d)

11.segmento a visualizarse (c)

12.segmento a visualizarse (b)

13.segmento a visualizarse (a)

14.segmento a visualizarse (g)

15.segmento a visualizarse (f)

16.VCC entrada de alimentación

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Funcionamiento

El integrado posee 4 entradas (A,B,C,D) en las cuales va a ingresar los

respectivos dígitos en BCD o también nombrado Binario de 4 bits.

En el interior se realiza su respectiva codificación a los 7 segmentos de salida.

En la salida posee una negadora, para ser usada como ánodo común.

Conexión

A las entradas del decoder se deben conectar las sumas del circuito sumador-

restador de la siguiente forma:

S0 A

S1B

S2C

S3D

Las salidas (a,b,c,d,e,f,g,) irán hacia las entradas (a,b,c,d,e,f,g,) de el display

de 7 segmentos conectadas igual con igual para visualizar las operaciones.

Tabla de verdad del circuito integrado (74LS47):

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Display de 7 segmentos ánodo común

Funcionamiento (display ánodo común)

Todos los ánodos de los diodos LED unidos y conectados a la fuente de

alimentación.

En este caso para activar cualquier elemento hay que poner el cátodo del

elemento a tierra a través de una resistencia para limitar la corriente que pasa

por el elemento.

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Data sheet (display de 7 segmentos)

Detalle de pines ánodo común

1. Entrada de segmento e

2. Entrada de segmento d

3. VCC conexión a alimentación

4. Entrada de segmento c

5. Dp (representa el funcionamiento del display)

6. Entrada de segmento b

7. Entrada de segmento a

8. VCC conexión a alimentación

9. Entrada de segmento f

10.Entrada de segmento g

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Conexión con el decoder 74LS48 y display de 7 segmentos

Explicación

El decoder posee las salidas (a.b.c.d.e.f.g), y el display tiene también las

mismas entradas por lo que solo se necesita conectar las salidas y entradas

similares.

Por lo tanto estos dos elementos son complemento uno del otro.

Dificultades

Una de las mayores dificultades al realizar el circuito es el cableado ya

todos los elementos deben de estar totalmente polarizados

El Display se quema con facilidad (dispositivo muy sensible)

Conclusiones

Se utiliza un decodificador de BCD a siete segmentos para tomar una

entrada BCD de cuatro bits y dar salidas que pasarán corriente a través

de los segmentos indicados para presentar el dígito decimal

Las compuertas lógicas son dispositivos electrónicos muy sencillos, pero

al mismo tiempo son muy utilizados en el área de la automatización

industrial. En esta práctica se observó el comportamiento de las

compuertas NOT (inversor), XOR, un sumador comercial 74LS283, un

decodificador 74LS48

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Recomendaciones

Realizar los circuitos con tiempo y paciencia

Simular primero el circuito el programa ISIS PTROTEUS

ANEXOS

Diagrama interno del integrado 74ls47

Observación:

A las salidas del diagrama se ven las compuertas negadoras con lo cual se

determina el cátodo común.

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Diagrama del circuito sumador restador, accionado en modo suma,

implementado el decoder y el display.

Diagrama del circuito sumador restador, accionado en modo resta,

implementado el decoder y el display.

Observación:

Se ven accionados en los logis state en ambos circuitos de la misma forma en

ambos el 2 en binario, en el circuito sumador la suma se efectúa 2+2=4, y en la

resta de misma manera 2-2=0, comprobando la funcionalidad correcta.

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Documents

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