INSTITUTO TECNOLOGICO DE PIEDRAS NEGRAS

ELECTRONICA DIGITAL

CATEDRATICO: M.C. EWALD FRITSCHE RAMIREZ

PRACTICA IIICIRCUITO SUMADOR-RESTADOR DE 4 BITS

EQUIPO: DIANA ALEJANDRA MALDONADO MEDINABRENDA IVETTE HERNNDEZ MARTNEZJULIO CESAR LIN ROBLES

6 SEM. ING. MECATRONICA

INTRODUCCION

Esta prctica consiste en la construccin de un circuito sumador restador de 4 bits, comprobndolo respectivamente con su tabla de verdad, obteniendo la ecuacin booleana del circuito de 1 bit usando mapa de Karnaugth, el diseo del circuito a compuertas del sumador, adems de simular el circuito sumador-restador de acurdo al diagrama establecido, posteriormente realizamos operaciones binarias para la comprobacin del funcionamiento correcto de nuestro circuito.

ANTECEDENTES TERICOSLos circuitos lgicos para sistemas digitales pueden ser combinacionales o secuenciales. Un circuito combinacional consiste en compuertas lgicas cuyas salidas en cualquier momento estn determinadas por la combinacin actual de entradas. Un circuito combinacional realiza una operacin que se puede especificar lgicamente con un conjunto de funciones booleanas.Los circuitos secuenciales usan elementos de almacenamiento adems de compuertas lgicas, y sus salidas son funcin de las entradas y del estado de los elementos de almacenamiento.Esto ltimo, a su vez, es funcin de entradas anteriores. Por ello, las salidas de un circuito secuencial dependen no slo de los valores actuales de las entradas, sino tambin de entradas anteriores, y el comportamiento del circuito se debe especificar con una sucesin temporal de entradas y estados internos. Un circuito combinacional consiste en variables de entrada, compuertas lgicas y variables de salida. Las compuertas lgicas aceptan seales de las entradas y generan seales para las salidas.Este proceso transforma informacin binaria, de los datos de entrada dados a los datos de salida requeridos.El diseo de circuitos combinacionales parte de la especificacin del problema y culmina en un diagrama lgico de circuitos o un conjunto de funciones booleanas a partir de las cuales se puede obtener el diagrama lgico. El procedimiento implica los pasos siguientes:1. De las especificaciones del circuito, deduzca el nmero requerido de entradas y salidas; asigne un smbolo a cada una.2. Deduzca la tabla de verdad que define la relacin requerida entre las entradas y las salidas.3. Obtenga las funciones booleanas simplificadas para cada salida en funcin de las variables de entrada.4. Dibuje el diagrama lgico y verifique que el diseo sea correcto.La tabla de verdad de un circuito combinacional consta de columnas de entrada y columnas de salida. Las columnas de entrada se obtienen de los 2n nmeros binarios para las n variables de entrada. Los valores binarios de las salidas se deducen de las especificaciones planteadas. Las funciones de salida especificadas en la tabla de verdad dan la definicin exacta circuito combinacional. Es importante interpretar correctamente las especificaciones verbales en la tabla de verdad. Tales especificaciones suelen ser incompletas, y cualquier interpretacin podra dar pie a una tabla de verdad incorrecta.Las funciones binarias de salida enumeradas en la tabla de verdad se simplifican con cualquier mtodo disponible, como manipulacin algebraica, el mtodo de mapa o un programa de simplificacin para computadora. En muchos casos habr diversas expresiones simplificadas para escoger. En cada aplicacin dada, ciertos criterios servirn como gua para escoger una implementacin. Un diseo prctico debe tomar en cuenta restricciones como el nmero de compuertas, el nmero de entradas de una compuerta, el tiempo de propagacin de la seal a travs de las compuertas, el nmero de interconexiones, las limitaciones de la corriente que cada compuerta y diversos criterios adicionales que es preciso considerar al disear con circuitos integrados. Puesto que la importancia de cada restriccin depende de la aplicacin especfica, es difcil hacer recomendaciones generales acerca de lo que constituye una implementacin aceptable. En la mayora de los casos, la simplificacin comienza por satisfacer un objetivo elemental, como producir las funciones booleanas simplificadas en una forma estndar, y luego efecta otros pasos para cumplir con otros criterios de desempeo. Las computadoras digitales efectan diversas tareas de procesamiento de informacin. Entre esas funciones estn las operaciones aritmticas. La operacin aritmtica ms bsica es la suma de dos dgitos binarios. Esta suma simple consiste en cuatro posibles operaciones elementales: 0+0=0, 0+1=1, 1+0=1 y 1+1=10. Las primeras tres operaciones producen una suma de un dgito, pero cuando ambos bits sumandos son 1, la suma binaria consta de dos dgitos. El bit ms significativo de este resultado se denomina acarreo (carry, en ingls). Cuando ambos sumandos contienen ms dgitos significativos, el acarreo obtenido de la suma de dos bits se suma al siguiente par ms alto de bits significativos. Un circuito combinacional que realiza la suma de dos bits se denomina semisumador; uno que realiza la suma de tres bits (dos bits significativos y un acarreo previo) es un sumador completo. Los nombres de los circuitos provienen del hecho de que es posible usar dos semisumadores para implementar un sumador completo.Un sumador-restador binario es un circuito combinacional que realiza las operaciones aritmticas de suma y resta con nmeros binarios. Desarrollaremos este circuito utilizando un diseo jerrquico. Primero disearemos el semisumador, y a partir de l desarrollaremos el sumador completo. La conexin de n sumadores completos en cascada produce un sumador binario para nmeros de n bits. Incluiremos el circuito de resta con la ayuda de un circuito complementador.

OBJETIVO

Disear y construir un circuito sumador y restador por complemento a 2 de 4 bits.

DESARROLLO DE LA PRCTICA

Material y equipo utilizado:1.- Computadora2.- Sofware de simulacin3.-2 IC Quad.2 input XOR 74LS864.-2 IC QUAD 2 input AND5.-1 ICQuad2 input OR6.-13 LEDs7.-13 RESISTENCIAS DE 330 8.-Dip switch para 9 contactos mnimo

Definimos la tabla de verdad del circuito sumador de 1bit.

Tabla 3.1. Tabla de verdad

De la anterior tabla de verdad, obtenemos la ecuacin del circuito usando mapa de karnaugh

EVIDENCIA DEL CIRCUITO

Posteriormente integramos el circuito sumador completo a 4 bits como se muestra en el esquema

Fig. 3.2 circuito sumador completo a 4 bits en bloquesPara continuar con la simulacin del circuito de acurdo al siguiente diagrama

Figura 3.3 esquema de sumador completo de 4 bits

Circuito simulado en proteusRealizamos la construccin del circuito de la figura 3.3 fsicamente, haciendo uso de las respectivas compuertas que forman cada sumador de un bit.

Realizamos las siguientes operaciones para la comprobar el funcionamiento del circuito.

CONCLUSIONES

el objetivo principal de la prctica ,es conocer el funcionamiento de un circuito combinacional consistente en variables de entrada, compuertas lgicas y variables de salida aceptando estas ltimas seales de las entradas y generando seales para salida, por lo tanto este conocimiento nos ayud a la elaboracin del diseo de circuitos combinacionales partiendo de las especificaciones del problemas y culminando en un diagrama lgico de circuito o conjunto de funciones booleanas a partir de las cuales pudimos obtener nuestro diagrama lgico y logrando as el aprendizaje esperado al observar nuestro circuito en funcin.