Circuitos sumadores y decodificadores

CIRCUITOS DIGITALES

LABORATORIO 5:

CIRCUITOS SUMADORES Y DECODIFICADORES

1. OBJETIVOS

• Implementación de circuitos de aritmética binaria usando C.I. sumadores y restadores.
• Implementación de circuito decodificadores y displays de 7 segmentos.
• Utilizar un simulador para comprobar el comportamiento de los mismos.

2. MARCO TEÓRICO

2.1. Semi sumador

Es un dispositivo capaz de sumar dos bits y dar como resultado la suma de ambos y el acarreo. La tabla de verdad correspondiente a esta operación sería:

 Con lo que sus funciones canónicas serán:

 Que una vez implementado con puertas lógicas, un semisumador tendría el circuito:

2.2. Sumador completo

Presenta tres entradas, dos correspondientes a los dos bits que se van a sumar y una tercera con el acarreo de la suma anterior. Y tiene dos salidas, el resultado de la suma y el acarreo producido. Su tabla de verdad será:

Sus funciones canónicas serán:

Que una vez simplificadas quedarían:

O bien:

Una vez implementado con puertas lógicas el sumador presentaría cualquiera de los siguientes circuitos:

Aunque, como ya hemos dicho en otros casos, en realidad estos circuitos no se cablean con puertas lógicas, si no que forman parte de circuitos integrados como el CI 7483, que es un sumador de cuatro bits.

El esquema

2.3. Decodificador BCD a 7 segmentos

Es un elemento digital que funciona a base de estados lógicos, con los cuales indica una salida determinada basándose en un dato de entrada característico, su función operacional se basa en la introducción a sus entradas de un número en código binario correspondiente a su equivalente en decimal para mostrar en los siete pines de salida establecidos para el integrado, una serie de estados lógicos que están diseñados para conectarse a un elemento alfanumérico en el que se visualizará el número introducido en las entradas del decodificador. El elemento alfanumérico que se conecta a las siete salidas del decodificador también está diseñado para trabajar con estados lógicos, es un dispositivo elaborado con un arreglos de LED de tal manera que muestre los números decimales desde el cero hasta el nueve dependiendo del dato recibido desde el decodificador, a este elemento se le conoce con el nombre de display ó dispositivo alfanumérico de 7 segmentos.

El decodificador está formado internamente por compuertas lógicas y sus conexiones internas son un sistema predefinido por el diseñador para que su función operacional sea un acople perfecto y efectivo con el display, observe como se  muestran a continuación en las especificaciones del fabricante. 

Tabla de verdad

La tabla muestra las salidas que el decodificador proporcionará ante la presencia de una entrada especifica en estados lógicos y la figura el diagrama interno de un 7448.

2.4. Display 7 segmentos

Es un dispositivo alfanumérico que se encuentra formado por diodos emisores de luz (LED), posicionados de forma tal que forme un numero ocho, a cada uno de ellos se les denomina segmentos. Encendiendo algunos de ellos y apagando otros se puede ir formando diferentes números por medio de las combinaciones entre ellos. 

Cada segmento esta designado con una letra. El punto decimal se denomina dp, pt ó simplemente P. El display se encuentra en una representación de encapsulado con los pines para conectarlo a un circuito. A cada pin o pata del encapsulado se le asigna la letra correspondiente del segmento. Esto significa que, por ejemplo, con el pin "a" podemos controlar el estado del segmento "a"(encenderlo o apagarlo).

El display tiene 8 LEDs colocados en forma de un dígito con punto decimal, cada LED tiene dos extremos, ánodo y cátodo. Como en total son 8 LEDs, debería tener 16 extremos (8 ánodos y 8 cátodos), sin embargo el encapsulado solo tiene 10. Esto se hace para reducir el tamaño del encapsulado y se logra de la siguiente manera. Los 8 LED se interconectan internamente de tal forma que solo se puede acceder a uno de los dos extremos de cada LED. Los extremos sobrantes de cada led se conecta internamente en un solo punto llamado común , y este punto de unión se encuentra disponible desde el exterior del encapsulado. Debido a esta configuración se tienen dos tipos de display de 7 segmentos: Ánodo común y Cátodo común.

3. TAREAS A REALIZAR

Completar la siguiente tabla:

4. VIDEO EXPLICATIVO

5. OBSERVACIONES

• Es necesario conectar el acarreo de entrada y salida a 0 para que no existan fluctuaciones en el circuito, y se tomen valores "1" inexistentes.
• En el chip integrado DM9370N el pin LE debe ir conectado a tierra ya que caso contrario en el display estará en un estado congelado.
• Se debe de usar un previo simulador del circuito para después armarlo en físico, ya que el display y el decodificador deben ir conectados y ambos tienen conexiones correspondientes a tierra(0) y a la alimentación(1).

6. CONCLUSIONES

• Implementamos sumadores completos en el circuito para realizar la suma de números binarios.
• Utilizamos un decodificador para obtener los valores que activaran cada uno de los segmentos del display.
• Empleamos un display de 7 segmentos para visualizar la suma de numeros binarios realizada por el sumador completo de 4 bits.

7. INTEGRANTES

  Anthony Pezo        Johan Núñez          Héctor Miranda