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U3 – CIRCUITOS LÓGICOS C on te ni do • Martínez S. L. “PRINCIPIOS DIGITALES Y CIRCUITOS LÓGICOS”. Editorial UNJU. Argentina. © 2010. • Morris Mano M. “ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS”. Editorial Pearson Educación. México. © 1993. • Wakerly J. F. “DISEÑO DIGITAL. PRINCIPIOS Y PRÁCTICAS”. Editorial Prentice-Hall. Méjico. © 2001. • Combinacionales estándares. • Aritméticos. • De transferencia de datos. • De codificación. Técnicas y Estructuras Digitales - 2019 Profesores: Ing. Sergio L. Martínez - Ing. Víctor Sánchez R. UNIDAD 3/2 COMBINACIONALES ESTÁNDARES B ibliografía U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 2 CIRCUITOS LÓGICOS Concepto Los circuitos lógicos, también conocidos como logigramas, constituyen otra forma equivalente de representación de una función lógica. Se puede considerar como la representación gráfica de los operadores lógicos (compuertas), que relacionan a las variables lógicas que se representan a través de las líneas de interconexión. Circuito representativo de F A B C C A+B (A+B) o C+ V ar . d e en tr ad a (i nd ep en di en te s) F(A,B,C) = (A +B) (C) Var. de salida (dependiente)Operadores flujo de datos (unidireccional) U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 3 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Concepto Son estructuras combina- cionales de uso frecuente y muy difundido, por lo que existen disponibles comer- cialmente como circuitos integrados listos para ser utilizados. Semisumador Sumadores Sumador total Sumador BCD Aritméticos Restadores Sumador / restador por complemento Unidad Aritmético-lógica Otras operaciones Multiplexores De transferencia Demultiplexores C omparadores Sin prioridad Codificadores Con prioridad a mayor Con prioridad a menor No excitadores 7 segmentos De codificación Decodificadores Excitadores 14 segmentos Matríz de puntos Conve rsores de código U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 4 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Aritméticos S = A B C = A . B -1S = A B C C0 = A.B + B.C-1 + A.C-1 Semisumador Sumador total U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 5 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Aritméticos Sumador de 2 bits C1 C0 S0 C0 X0Y0X1Y1 S1 SUMADOR TOTAL SEMI- SUMADOR Sumador de n bits U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 6 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Aritméticos Sumador BCD Resultado en un dígito U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 7 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Aritméticos Sumador/Restador por complemento Suma N1 + N2 Resta N1 + (– N2) U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 8 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Aritméticos Unidad aritmético-lógica A B ST C-1 A B S C0 T T T T T DCDX C-1 C0 Z S 0S 1 DECODIFICADOR ENTRADAS ENTRADA DE ARRASTRE SALIDA SALIDA DE ARRASTRE 1 2 3 4 ALU 8 bits ALU 1 bit U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 9 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Multiplexor n entradas x 1 canal Un multiplexor puede definirse como un circuito lógico combinacional de varias entradas y una salida de tal forma que es posible transferir una de las entradas a la salida mediante una codificación adecuada. 4 entradas x 3 canales analogía eléctrica U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 10 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Multiplexor Ejemplo: Multiplexor de 2x1 MPX 2 x 1 E1 E2 S Z Z = E1 .+ E2 . S U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 11 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Multiplexor Ejemplo: Multiplexor de 3x2 MPX 3 x 2 A1 A2 Z1 Z2 Canal A Canal C Canal B B1 B2 C1 C2 S1 S2 MPX 3 x 1 A1 Z1B1 C1 S1 S2 MPX 3 x 1 A2 Z2B2 C2 S1 S2 S 1 S 2 A 1 A 2 Z 1 Z 2 B 1 B 2 C 1 C 2 S2S1 Asociación de MPX con canales unitarios U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 12 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Demultiplexor analogía eléctrica Es un circuito combinacional de una entrada y varias salidas, que pueden transferir la entrada a una de las salidas, mediante una codificación adecuada. N salidas x 1 bit (por canal) ENTRADA SALIDAS N x 1 U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 13 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Demultiplexor Ejemplo: Demultiplexor de 4x1 – Código binario natural La síntesis directa es simple. Tantas AND como salidas. A cada AND ingresa la entrada E y las líneas de selección codificadas. U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 14 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Comparador Circuito combinacional de 2 x n entradas y una salida, tal que produce 1 cuando las dos palabras binarias de n bits son iguales. A1 An B1 Bn Z Comparador n bitsBloque genérico La estructura se puede ampliar para comparar más de dos palabras. La comparación también puede ser a mayor o a menor. U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 15 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Comparador Ejemplo: Comparador de 4 bits. A1 A4 A3 A2 B4 B3 B2 B1 A=B U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 16 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De transferencia - Comparador Circuito implementado sobre Simulink de Matlab. Comparador 4 bits U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 17 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación - Codificador Son circuitos combinacionales de m entradas y n salidas, que al recibir por las entradas un dato no codificado (ej. código posicional), produce a la salida el equivalente binario codificado. CDX E1 E2 Em Z1 Z2 Zn Bloque genérico Sin prioridad Codificadores Con prioridad a Con prioridad a menor mayor Código posicional decimal (1 de 10) Código posicional octal (1 de 8) U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 18 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación - Codificador Diagrama en bloque Codificador sin prioridad cuaternario a binario natural Ejemplo: Codificador sin prioridad de cuaternario (2,4)ss a binario natural E3 E2 E1 E0 Z1 Z0 Tabla de verdad Circuito CDX 410 a 22 U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 19 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación - Codificador Prioridad a mayor Ejemplo: Codificador de cuaternario (2,4)ss a binario natural con prioridad Tablas de verdad X = 0 ó 1 Prioridad a menor U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 20 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación - Decodificador Son circuitos combinacionales de n líneas de entradas y m líneas de salida, que al recibir una secuencia binaria en código preestablecido, produce a la salida un valor equivalente sin codificar (código posicional). Genérico No excitadores U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 21 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación - Decodificador Z0 Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 A DCB D C D X BCD - DECIMAL E N T R A D A S B C D S A L I D A S D E C I M A L Z0 Z9Z8Z7Z6Z5Z4Z3Z2Z1 A DCB ENTRADAS BCD SALIDAS DECIMAL Ejemplo: Decodificador BCD natural a decimal no excitador. U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 22 COMBINACIONALES ESTÁNDARES Para codificación - Decodificador Ejemplo: Decodificador excitador a 7 segmentos Ver T.V. en Martínez, 2010 Otros displays 14 segmentos 16 segmentos alfa- numérico matriz de puntos 7 segmentos U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 23 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación – Conversor de código El conversor de código puede verse como la asociación de un decodificador y un codificador. El diseño se realiza directamente desde el código 1 (como entrada) al código 2 (como salida). U3 – CIRCUITOS LÓGICOS 24/29 COMBINACIONALES ESTÁNDARES De codificación – Conversor de código Ejemplo: Conversor de código de BCD 2 de 5 a BCD 2 de 7.
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