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Circuito sumador de cuatro bits utilizando el circuito integrado 7483, informe....

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Circuito sumador de cuatro bits utilizando el circuito integrado 7483 Álvarez Miguel A., Noriega Hernán E, Rebolledo Ortega Angelly Universidad del Atlántico Ciencias Básicas Física 23/02/2016

Resumen El principal objetivo de esta experiencia fue la realización de un sumador de cuatro bits usando el circuito integrado 7483 y otros implementos electrónicos. Para ello se realizó un esquema del circuito a emplear y posteriormente una simulación en Proteus, esto con el propósito de cotejar los resultados con los obtenidos experimentalmente. Se realizó el montaje experimental del circuito, verificando que todas las correspondientes conexiones estuviesen correctamente. Luego de eso se le suministro al circuito una diferencia de potencial con una batería. Teniendo en cuenta el acarreo el cual se encontraba en el pin 12 del integrado se realizaron las diferentes sumas; sabiendo que cada vez que un led se encienda o se queda apagado son el 1 y el 0 los valores asignados en el sistema binario respectivamente. Palabras claves: sumador, binario, circuito integrado, led, dip swich. Abstract The main objective of this experiment was the realization of a four bit adder using the 7483 integrated circuit and other electronic implements. For this purpose, a circuit diagram was used and a simulation was performed in Proteus, in order to compare the results with those obtained experimentally. The experimental assembly of the circuit was realized, verifying that all the aids supermarily are connected correctly. After that, supply the battery a potential difference with a battery. Taking into account the carry what is in the pin 12 of the integrated were made the different sums; Knowing that each time a led is turned on or off is 1 and 0 the values assigned in the binary system respectively. Keywords: Adders, Binary, Integrated circuit, Led, Dip swich.

1.

Introducción

El sistema binario de numeración es el más simple de todos los sistemas de numeración posicional. La base del sistema binario es 2, lo que significa que sólo dos dígitos pueden aparecer en una representación binaria de cualquier número 0 nivel bajo y 1 nivel alto. El sistema binario es la base de la moderna tecnología de las computadoras electrónicas digitales. La memoria de computadora cuenta con pequeños elementos que sólo pueden estar en dos estados off/on. Como en cualquier otro sistema numérico se tiene la posibilidad de realizar las operaciones básicas como la suma y la resta. Para esto se siguen una serie de reglas además de tener en cuenta que la base del sistema es 2 y que el resultado tanto en la suma como en la resta debe ser un nuevo número binario, es decir, solo debe contener los números 0 y 1. [1]

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2. Marco teórico Los sumadores son muy importantes no solo en las computadoras, sino en muchos de los sistemas digitales en los que se procesan datos numéricos. Comprender el funcionamiento de un sumador básico es fundamental en el estudio de sistemas digitales. Sumadores de cuatro bits Un grupo de cuatro bits se denomina nibble. Un sumador básico en paralelo de cuatro bits se implementa mediante cuatro sumadores completos como se muestra en la figura 1. De nuevo, los bits menos significativos (A1 y B1) de cada número que se suma se introducen en el sumador completo que esta más a la derecha; los bits de orden más altos se introducen sucesivamente en los siguientes sumadores, aplicando los bits más significativos de cada número (A4 y B4) al sumador que esta más a la izquierda. La salida de acarreo de cada sumador se conecta a la entrada de cada acarreo del siguiente sumador de orden superior. Estos acarreos se denominan acarreos internos. Circuitos integrados sumadores Los fabricantes de CI producen diferentes tipos de sumadores. Un CI aritmético elemental es el sumador completo binario de cuatro bits TTL 7483. En la figura 3 se muestra el diagrama de bloques del CI sumador 7483. El problema de la suma de dos binarios de cuatro bits (A3; A2; A1; A0 y B3; B2; B1; B0) se muestra como las ocho entradas del CI 7483. Observe que la diferencia que se presenta en el sistema de numeración del problema y el CI. Para sumar solamente dos números de cuatro bits, la entrada C0 se mantiene en 0.algunos fabricantes identifican la entrada C0 como la entrada Cent. Las salidas que conforma la suma se muestran conectadas con los indicadores de salida. La salida C4 está conectada al indicador de las salidas de los 16. Algunos fabricantes indican la salida C4 como la salida C0. Este sumador binario puede llevar a cabo una suma tan elevada como el 11110 (30 decimal) cuando se llega a la suma 1111con el 1111. El sumador 7483 puede conectarse en cascada mediante la conexión de la salida C4 (acarreo) del CI1 con C0 (entrada del acarreo) del siguiente CI 7483. Este circuito es un sumador binario de ocho bits y sumará las entradas binarias de ocho bits A7A6A5A4A3A3A2A1A0 con B7B6B5B4B3B2B1B0 dando como resultado una suma binaria de nueve bits. El sumador binario de ocho bits puede manejar una suma máxima de nueve bits de 1111111102 (en hexadecimal seria 1C + E3=FF). Los circuitos integrados homólogos al sumador de cuatro bits 7484 son los CI 74LS83, 74C83 y el 4008. Otros sumadores que trabajan de cuatro bits que trabajan igual que al CI 7483, pero tienen una configuración diferentes son los circuitos 74283, 74LS283, 74S283, 74F283, 74HC283.

Figura 1. Vista externa de un sumador 7483 2

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Figura 2. Estructura del CI sumador 7483. El integrado se energiza con 5 Vcc, siendo el pin 12 la tierra del circuito integrado. Podemos escribir una suma de dos números de 4 bits cada uno de la siguiente manera:

A manera de ejemplo, consideremos las sumas 610 + 810 = 1410, con acarreo de entrada cero y uno. Esto es (𝐶0 = 0 𝑦 𝐶0 = 1 ).

De igual manera para las sumas 1410 + 910 = 2310 , con acarreo de entrada cero y uno. Esto es (𝐶0 = 0 𝑦 𝐶0 = 1 ).

El máximo número obtenido en la suma al utilizar un integrado 7483 es 3110 = 111112 3

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Cuando se desea ampliar la suma hasta un máximo de 51110 , se hace necesario utilizar dos circuitos integrados 7483. Para conseguir lo anterior, debemos unir el pin 13 (𝐶0 ) de un integrado con el pin 14 (𝐶4 ) del segundo integrado. La figura 3 muestra el diagrama lógico del circuito integrado 7483:

Figura 3. Diagrama lógico del circuito integrado 7483 3. Métodos experimentales Para el montaje del circuito sumador se necesitó de una protoboard, juego de resistencias de 10kΩ y 330Ω, LEDs, un integrado 7483, Cable UTP y un dipswitch de 8 posiciones. Para la alimentación del circuito se utilizó una fuente DC con una salida de 5V.

Figura 4. Diagrama del circuito sumador de 4 bits 4

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Figura 5. Montaje del circuito sumador 4. Análisis de resultados y discusiones Para el montaje en la protoboard del circuito sumador se realizaron operaciones correspondiente a la suma de dos números binarios de 4 bits, comprobando el resultado a la salida del integrado mediante los LEDs(encendido 1, apagado 0). A continuación estarán las imágenes de los resultados obtenidos experimentalmente

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Finalmente se verificaron los cálculos realizados mediante el software Proteus 8 Professional, a continuación se muestra dicho montaje implementado en Proteus:

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5. Conclusiones Una vez realizada la práctica se pudo establecer y entender la utilidad del sistema binario, además de los componentes necesarios para formar un circuito sumador. Comprendiendo así la función de los integrados y de cada uno de sus terminales o pines dentro del circuito. Es de suma importancia tener presente lo del acarreo (Co) puesto que esto nos puede alterar un poco el resultado de nuestra medida.

Referencias [1] https://www.slideshare.net/JeduardAnonimo/sumadorrestador-10526824 [2] Guía de Laboratorio, Experimento No 1 Circuito Sumador, Alvaro Perez [3] http://ingeniatic.euitt.upm.es/index.php/tecnologias/item/410-c%C3%B3digo-binario

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