ELECTRÓNICA
Unidad 2:
Circuitos combinacionales
Unidad 2: Circuitos combinacionales
1. Introducción a los circuitos combinacionales.
2. Codificadores y decodificadores.
2.1. Codificadores
2.2. Decodificadores
3. Multiplexores y demultiplexores.
3.1. Multiplexores
3.2. Demultiplexores
4. Comparadores
5. Generadores y detectores de paridad
6. Circuitos aritméticos.
Libro recomendado para la asignatura:
“Electrónica”. Autores: A. Carretero, F.J. Ferrero, J.A Sánchez-Infantes, P. Sánchez-Infantes, F.J. Valero Editorial Editex.
1. Introducción a los circuitos combinacionales
Un sistema combinacional es aquél en el que sus salidas
únicamente dependen del valor de sus entradas, por lo
que las salidas mantendrán el mismo valor mientras las
entradas no cambien.
1. Introducción a los circuitos combinacionales
En el tema anterior usábamos puertas lógicas (escala
SSI), en este tema usamos circuitos integrados MSI.
Además de las entradas y salidas que hemos visto hasta
ahora, estos circuitos pueden tener entradas ENABLE (de
habilitación) que permitirán que el circuito funcione solo
cuando la entrada esté activada.
Activación de las entradas y salidas.
En los circuitos combinacionales tendremos dos formas
distintas de habilitar las entradas y salidas:
-
Activación a nivel bajo:
Una entrada se activa a nivel
bajo cuando un 0 hará que el circuito la reconozca como
activa. Una salida se activa a nivel bajo cuando lo que
nos entrega a la salida es un 0 al activarse.
-
Activación a nivel alto:
Una entrada se activa a nivel
alto cuando es necesario un 1 para que el circuito la
detecte como activa. Una salida se activa a nivel alto
cuando al activarse nos da un 1 a la salida.
Activación de las entradas y salidas.
Ejercicio propuesto nº 1
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Dibuja el símbolo de un circuito combinacional con 8 entradas y 4 salidas, sabiendo que:
- Son activas a nivel alto las salidas: 1 y 3
- Son activas a nivel alto las entradas: 1,2,3 y 8.
2. Codificadores y decodificadores
2.1. Codificadores
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Un codificador es un circuito combinacional que tiene n entradas y m salidas y cuya función es presentar a la salida el código binario (dependiendo de la codificación que estemos usando) de la entrada.
Por ejemplo, veremos el codificador de decimal a binario natural, también llamado BCD.
Tabla de verdad del codificador DEC a BCD
Tipos de codificadores
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-Codificadores sin prioridad: Son codificadores como el que acabamos de ver. Tienen el problema de que si activamos varias entradas a la vez, la salida no será correcta.
-Codificadores con prioridad: Son codificadores en los que si activamos más de una entrada a la vez, solamente tendrá en cuenta a una de ellas, normalmente a la de índice más alto.
Por ejemplo, si activamos a la vez las entradas 2 y 4, en un codificador sin prioridad tendríamos 0 1 1 0 a la salida, mientras que en uno con prioridad tendríamos 0 1 0 0.
Asociación de codificadores
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Cuando necesitemos más entradas de las que tiene el circuito codificador que estemos usando, podremos realizar montajes de ampliación usando varios codificadores y puertas lógicas.
En la hoja de catálogo del codificador 74148 de Texas Instruments, podemos ver un montaje para obtener un codificador de 16 entradas y 4 salidas a partir de 2 codificadores de 8 entradas y 3 salidas
Asociación de codificadores
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Cuando necesitemos más entradas de las que tiene el circuito codificador que estemos usando, podremos realizar montajes de ampliación usando varios codificadores y puertas lógicas.
En la hoja de catálogo del codificador 74148 de Texas Instruments, podemos ver un montaje para obtener un codificador de 16 entradas y 4 salidas a partir de 2 codificadores de 8 entradas y 3 salidas
2.2. Decodificadores
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Un decodificador es un circuito combinacional con n entradas y m salidas que funciona de manera inversa al codficador.
Tabla de verdad del decodificador
Asociación de decodificadores
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Igual que sucedía con los codificadores, también podemos asociar varios decodificadores para obtener un decodificador con más salidas.
G=entrada de habilitación E0,E1,E2,E3 = Entradas
Aplicaciones de los decodificadores
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Decodificador BCD a 7 segmentos
Los displays que más se han usado en la historia para representar números son los displays de 7 segmentos.
Estos displays consisten en 7 diodos LED conectados en un bloque.
Aplicaciones de los decodificadores
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Decodificador BCD a 7 segmentos
Los displays que más se han usado en la historia para representar números son los displays de 7 segmentos.
Aplicaciones de los decodificadores
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Decodificador BCD a 7 segmentos
Aplicaciones de los decodificadores
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Decodificador BCD a 7 segmentos
Aplicaciones de los decodificadores
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Decodificador BCD a 7 segmentos
Aplicaciones de los decodificadores
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Implementación de funciones lógicas
Tenemos que seguir los siguientes pasos:
-Necesitamos un decodificador que tenga al menos el mismo número de entradas que variables tenga nuestra función (Ej: si nuestra función tiene 3 variables (a, b y c) necesitaremos un decodificador con al menos 3 entradas) -Partimos de la función expresada en minitérminos (suma de productos). -Conectamos cada variable a una de las entradas del decodificador.
-Seleccionamos las salidas cuyo número de orden coincide con el número del minitérmino y las conectamos a una puerta OR (si las salidas son activas a nivel alto) o NAND (si las salidas son activas a nivel bajo).
Aplicaciones de los decodificadores
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Implementación de funciones lógicas
Lo vemos con un ejemplo: f= a’b’c’ + a’bc’ + ab’c + abc
Paso 1: Necesitamos un decodificador que tenga al menos el mismo número de entradas que variables tenga nuestra función
Tenemos 3 variables, necesitamos un decodificador con al menos tres entradas. Elegimos uno de 3 entradas y 8 salidas.
Aplicaciones de los decodificadores
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Implementación de funciones lógicas
Aplicaciones de los decodificadores
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Implementación de funciones lógicas
Paso 4: Seleccionamos las salidas cuyo número de orden coincide con el número del minitérmino y las conectamos a una puerta OR (nivel alto)
Calculamos número del minitérmino. f= a’b’c’ + a’bc’ + ab’c + abc
Aplicaciones de los decodificadores
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Ejercicio propuesto nº 2
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Basándote en las conexiones de la figura, completa la siguiente tabla que relaciona los números decimales del 0 al 9, su equivalente en BCD y los segmentos que se iluminan en el display.
DÍGITO DECIMAL BINARIO BCD SEGMENTOS ILUMINADOS a b c d e f g 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Ejercicio propuesto nº 3
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Utiliza un decodificador 3x8 con salidas a nivel alto para implementar las siguientes funciones:
a) f = a·b + a’ · b · c’
b) f = a·b’·c + a·b·c + a’·b·c’ c) f = b’·c’ + a·b·c’ + a’·b·c
