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TEMA 9

TEMA 9: LÓGICA DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES.

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TEMA 9 ÍNDICE: 1.- INTRODUCCIÓN. 2.- CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES. 2.1.-CONVERSORES DE CÓDIGO. 2.1.1.-CODIFICADORES. 2.1.2.-DECODIFICADORES. 2.2.-MULTIPLEXORES. 2.3.-DEMULTIPLEXORES. 2.4.-COMPARADORES. 2.5.- SUMADORES. 2.6.-LÓGICA PROGRAMABLE. 3.-CIRCUITOS LÓGICOS SECUENCIALES. 3.1.- REGISTROS. 3.1.1.- DE ALMACENAMIENTO. 3.1.2.- DE DESPLAZAMIENTO. 3.1.3.- CONTADORES.

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1.- INTRODUCCIÓN: En general se puede definir como circuito combinacional aquel en el que el sistema que lo compone proporciona una salida que depende exclusivamente del estado de las entradas. Los circuitos secuenciales son aquellos cuyas salidas toman un que depende, además del estado de las entradas, de los estados anteriores por los que ha pasado el sistema y han sido memorizados.

2.-CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES: Este grupo esta formado por codificadores, decodificadores, multiplexores, demultiplexores, comparadores y generadores de paridad.El diseño de los circuitos digitales combinacionales viene especificado por un método, que consta de las siguientes fases: 1. Definición de la función a realizar y especificación de las entradas y las salidas. 2. Tabla de la verdad. 3. Ecuaciones lógicas de las salidas. 4. Simplificación de las ecuaciones. 5. Implementación de las ecuaciones simplificadas mediante puertas lógicas u otros dispositivos.

En la última fase, en vez de implementar las ecuaciones con puertas lógicas, se pueden utilizar otros procedimientos, como las matrices de diodos, las matrices lógicas programadas y dispositivos programables diversos.

2.1.-CONVERSORES DE CÓDIGO: Los circuitos codificadores convierten un número de una notación a otra. La notación binaria más importante es el código binario natural, pero en algunos casos son más fáciles de procesar otros códigos. Por consiguiente en esta sección trataremos de redes combinacionales para la conversión del código binario natural a otros códigos y viceversa. Se precisan dos tipos de convertidores de código: 1. Codificadores: Convierten el lenguaje humano a lenguaje maquina. Normalmente el lenguaje humano suele ser el decimal, cuando se pretende una representación numérica, o bien, las letras del alfabeto y signos de puntuación comunes en la representación. Los lenguajes maquinas más utilizados son: el binario, el BCD y el ASCII. 2. Decodificadores: Traducen el lenguaje maquina al humano. 3

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2.1.1.-CODIFICADORES: Son sistemas combinacionales , construidos electrónicamente en forma de circuitos integrados , que se encargan de transformar una serie de señales , que generalmente suelen representar los diferentes dígitos del lenguaje humano (sistema decimal) , en otro conjunto de señales digitales que representan un código de lenguaje maquina (binario, BCD , ASCII ,...). Realizan la función inversa de los decodificadores, es decir, poseen en general N entradas y “n” salidas de código en las que aparece codificado en binario el valor de la entrada que ha sido activada (N≤2 n). 1. Codificadores sin prioridad. 2. Codificadores con prioridad.

Codificador 8 a 3 con prioridad: El sistema dispone de 8 entradas y de tres salidas, que representan en binario la entrada activa.

Conversores entre el código BCD y el código Binario: 4

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CONVERSORES ENTRE EL CÓDIGO BINARIO Y EL CÓDIGO GRAY:

2.1.2.-DECODIFICADORES: Son circuitos digitales que tienen como entrada (n bits) la información codificada en binario, y tantas salidas como posibles configuraciones binarias distintas de entrada (2 n), activándose en cada momento una sola de ellas, la correspondiente a la combinación binaria aplicada a la entrada. Los decodificadores se pueden integrar en dos grandes grupos: 1. Los que generan una sola salida por cada combinación de las entradas. 2. Los que proporcionan varias salidas por cada combinación de las entradas.

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TEMA 9 DECODIFICADOR 2 A 4:

Se trata de un decodificador en perteneciente al primer grupo en el que cada combinación de los estados de las entradas activa una salida .Dispone de dos entradas y cuatro salidas, y funciona de tal forma, que según el código introducido por las dos entradas, se activa una de las salidas. En realidad traduce el valor binario que se introduce por las entradas E0 y E1, a uno de los cuarto valores a los que equivale en decimal.

DECODIFICADOR 3 A 8:

DECODIFICADOR BCD/7 SEGMENTOS:

Los decodificadores/excitadores son simples decodificadores empleados para encender displays y que, por tanto, disponen de alta corriente de salida. Es un decodificador que la activación de varias salidas para cada combinación de sus entradas. Un dispositivo de visualización de números y letras , muy empleados es el display de 7 segmentos , llamado así por estar compuesto por siete diodos luminiscentes (a,b,c,d,e,f,g) colocados de tal forma que , según los que se iluminen , se pueden representar los 10 dígitos decimales y buena parte de las letras del abecedario. El decodificador BCD/7 segmentos recibe por sus cuatro entradas (A,B,C y D) el código BCD y se encarga de activar las salidas correspondientes a los LED que deben iluminarse para representar ,en decimal , el código introducido.

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C significa que el transistor a la salida se encuentra en corte y S en saturación. La señal RBI se emplea para apagar el display y la LT para encender todos los segmentos del display. La señal de salida RBO se hace cero cuando el dígito a mostrar vale cero, de esta forma si conectamos cada salida RBO con la entrada RBI del dígito siguiente menos significativo hace que un determinado dígito solamente se active si el número presente a la entrada de su visualizador es distinto de cero o bien si siendo igual a cero, es distinto de cero alguno de los que le preceden .

2.2.-MULTIPLEXORES: El interés que presentan los multiplexores y demultiplexores reside en su acción de poder seleccionar diversas líneas digitales por las que se envía o recibe información. Los multiplexores son sistemas digitales con varias entradas de información en serie y una sola salida. Por la línea de salida aparece la información introducida por una de las entradas, que es seleccionada mediante unas líneas auxiliares, denominadas “entradas de control”. La actuación de un multiplexor es similar a la de un conversor paralelo/serie. El funcionamiento se parece al de un conmutador que va conectando su salida con una de sus entradas, que elige de acuerdo con las señales de control. Un multiplexor es un circuito que tiene 2n entradas de información (canales), una sola salida y un mecanismo de selección que determina cuál de las entradas es la que se transfiere su información a la única salida. Se comporta como un conmutador de entrada múltiple y salida única, pero cuyo control no es mecánico, sino electrónico.

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A) Asociación en serie. Permite aumentar el número de entradas a seleccionar. Ejemplo: Asociación de multiplexores 4x1 y multiplexores 2x1 para formar un multiplexor 8x1.

B) Asociación en paralelo. Permiten aumentar el número de bits de las entradas. Ejemplo: Asociación de multiplexores 4x1 (MUX2) para formar un MUX2 para palabras de dos bits.

2.3.-DEMULTIPLEXORES: Son circuitos digitales que reciben información por una sola línea de entrada y la transmiten por una de las diversas líneas de salida de que dispone. Para determinar la salida en la que se deposita la información de la entrada, existe un conjunto de líneas digitales de control.

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TEMA 9 Realizan la función inversa de un multiplexor, es decir, se comportan como conmutadores de entrada única y salida múltiple, existiendo un mecanismo de control que selecciona la salida hacia la que se envía la información de entrada. En general un demultiplexor tiene una única entrada de información, 2n salidas y “n” entradas de control en las que se introduce el número binario correspondiente a la salida seleccionada.

Las asociaciones de módulos demultiplexores son similares a las de módulos multiplexores, puede ser en serie o en paralelo.

2.4.-COMPARADORES: Son sistemas digitales que detectan si dos números binarios, formados por n bits, son iguales, y en caso contrario, cual es el mayor y cual el menor. La comparación es una operación necesaria para realizar las operaciones aritméticas de sumar y restar. Por consiguiente, los comparadores constituyen una parte esencial de cualquier circuito lógico aritmético. El comparador más sencillo es el de números de 1 bit, que da lugar a tres posibles salidas según A>B(M) , A...