circuito sumador completo

Principios Eléctricos y Aplicaciones DigitalesPráctica #4 “Circuito Sumador Completo”

07/03/2012Ing. en Sistemas ComputacionalesProfesor: Ing. Guillermo Castañeda Ortiz

EQUIPO #4:

Carlos Jaime López Martínez

Mario Mendoza Ramírez

Alfonso Cruz Cañas

Norman Ivor Grande Uribe

Gustavo Mera Hernández

INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO

INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES

PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES

PRÁCTICA #4

CIRCUITO SUMADOR COMPLETO

Objetivo:

Se diseñara un circuito el cual demostrara las características de un sumador binario, en base a las operaciones que se establecieron para fines prácticos, el cual debe de coincidir todas y cada una de ellas. (Resultados)

Marco teórico (4 páginas, máximo 40% imágenes)

Compuerta Lógica ( AND)

Las puertas lógicas AND (o Y en castellano) son circuitos de varias entradas y una sola salida, caracterizadas porque necesitan disponer de un nivel 1 en todas las primeras para que también la salida adopte ese nivel.

Basta con que una o varias entradas estén en el nivel 0 para que la salida suministre también dicho nivel. Todas las unidades AND o derivadas del AND, deben tener señal simultánea en todas sus entradas para disponer de señal de salida

Observando el funcionamiento de la unidad AND se comprende fácilmente que las entradas pueden ser aumentadas indefinidamente. Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

La compuerta lógica AND realiza la operación booleana de producto lógico. Su símbolo es un punto aunque a veces se omite. Su número es 7408.Ecuación CaracterísticaF= A*B o F= AB o F= (A) (B)




Tabla de Verdad AND

A (entrada)

B (entrada)

F (salida)

0 0 0

1 0 0

0 1 0

1 1 1

Diagrama

Materiales del ensamble para prueba1- 74081- led1-Dip switch de 2 o 4 interruptores3-resistencia 220kFuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)




Compuerta Lógica (OR)

La función reunión, también llamada O, al traducir su nombre ingles OR, es la que solo necesita que exista una de sus entradas a nivel 1 para que la salida obtenga este mismo nivel. La expresión algebraica de esta función, suponiendo que disponga de dos entradas, es la siguiente: s = a + b. Es suficiente que tenga señal en cualquiera de sus entradas para que de señal de salida (OR). Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

La compuerta lógica OR realiza la operación booleana de suma lógicas símbolo es un signo de mas (+).Su número es 7432.

Ecuación Característica

F=A+B

Tabla de Verdad OR

A (entrada)

B (entrada)

F (salida)

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 1




Diagrama

Materiales del ensamble para prueba

1- 7432

1- led

1-Dip switch de 2 o 4 interruptores

3-resistencia 220k

Fuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)

Compuerta lógica (XOR)




La compuerta lógica XOR o OR-Exclusiva realiza la función booleana A¯B+AB¯. Su símbolo es el más (+) dentro de un círculo. Su número es 7486.

Ecuación Característica

F= A¯B+AB¯

Tabla de Verdad XOR

A (entrada)

B (entrada)

F (salida)

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 0

Diagrama

Materiales del ensamble para prueba

1- 7486

1- led

1-Dip switch de 2 o 4 interruptores

3-resistencia 220k

Fuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)




Resistencias (10 Resistencias de 4.7 K ¼ W)

Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones.

Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.

Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micro mundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.




74LS08 --- AND El TTL (Lógica Transistor a Transistor) 7408 es un Circuito integrado (CI) que contiene la puerta lógica AND.

Circuito Integrado: 7408 Operador: AND Tecnología: TTL, 74LS08, 74S08 Puertas: 4 Entradas: 2 por puerta Cápsula: DIP 14 pins

Características Técnicas

Las Características Técnicas son las siguientes:

Características Técnicas

Parámetro 7408 74LS08 74S08 UNIDAD

Tensión de alimentación Vcc 5 ±0.25 5 ±0.25 5 ±0.25 V

Tensión de entrada nivel alto VIH 2.0 a 5.5 2.0 a 7.0 2.0 a 5.5 V

Tensión de entrada nivel bajo VIL-0.5 a

0.8-0.5 a 0.8

-0.5 a

0.8V

Tensión de salida nivel alto VOH

condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIH =

2.0

2.4 a 3.4 2.7 a 3.4 2.7 a 3.4 V

Tensión de salida nivel bajo VOL

condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIL =

0.2 a 0.40.35 a

0.5Max 0.5 V




0.8

Corriente de salida nivel alto IOH Max -0.8 Max -0.4 Max -1 mA

Corriente de salida nivel alto IOL Max 16 Max 8 Max 20 mA

Tiempo de propagación 15.0 9.0 5.0 Ns

Descripción de las Terminales del CI 7408

Configuración 7408

Pin 1: La entrada A de la compuerta 1.

Pin 2: La entrada B de la compuerta 1.

Pin 3: Aquí veremos el resultado de la operación de la primera compuerta.



Pin 6: Aquí veremos el resultado de la operación de la segunda compuerta.

Pin 7 Normalmente GND: Es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.

Pin 8: Aquí veremos el resultado de la operación de la cuarta compuerta.



Pin 11: Aquí veremos el resultado de la operación de la tercera compuerta.



Pin 14 Normalmente VCC: Alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 5

± 0.25 voltios.

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:7408.jpg




Funcionamiento de la Compuerta AND

Puerta Lógica AND

Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida

binaria designada por Q. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND

dada por la siguiente tabla de verdad:

Tabla de Verdad

A B Q

0 0 0

0 1 0

1 0 0

1 1 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:AND_ANSI_Labelled.svg




74LS86 --- XOR

La compuerta XOR o EXOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad

mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el

número de 1 (unos) da una cantidad impar para el caso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.

Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es distinta a

la B.

Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * B + A * (-B)

La representación circuital es con pulsadores normales cerrados y abiertos, conectados en un circuito

combinado.

Las compuertas Lógicas XOR o EXOR se fabrican de dos y tres entradas:

Códigos de los fabricantes de Circuitos Integrados para la compuerta XOR:

De dos entradas: CD 4070

De dos entradas: CD 4030

De dos entradas: SN7486

De tres entradas: SN74LVC1G386




Botón Pulsador (Push Button)

Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna

función. Los botones son de diversa forma y tamaño y se encuentran en

todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos o

electrónicos. Los botones son por lo general activados al ser pulsados,

normalmente con un dedo. Corriente mientras es accionado. Cuando ya

no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.

Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el

contacto normalmente abierto NA.

Descripción

Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el

botón, y un muelle que hace recobrar a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.

Tipos

Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con señalizador. (d) Circular. (e)

Extraplano.

Funcionamiento

Un botón de un dispositivo electrónico, funciona por lo general como un interruptor eléctrico, es decir en su

interior tiene dos contactos, uno, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado), con

lo que al pulsarlo se activará la función inversa de la que en ese momento este realizando.

Usos

El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y varios otros dispositivos mecánicos y

electrónicos, del hogar y comerciales.

En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos entre sí por una articulación

mecánica para que el acto de pulsar un botón haga que el otro botón para ser puesto en libertad. De esta

manera, un botón de parada se puede "forzar" un botón de inicio para ser puesto en libertad. Este método de

unión se utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no tienen circuitos

eléctricos para el control.

Diseño

Hay que tener en cuenta, a la hora de diseñar circuitos electrónicos, que la excesiva acumulación de botones,

puede confundir al usuario, por lo que se tenderá a su uso más imprescindible.




También existen "botones virtuales", cuyo funcionamiento debe ser igual al de los "físicos"; su uso queda

restringido para pantallas táctiles o gobernadas por otros dispositivos electrónicos.

BCD A 7 SEGMENTOSDECODER / DRIVER

Los SN54/74LS47 son de baja potencia Schottky BCD a 7-Segment Decoder/ Drivers que consisten en compuertas NAND, tampones de entrada y siete AND-OR-INVERTpuertas. Ofrecen activos bajos resultados, fregadero de alta corriente para conducirindicadores directamente. Siete compuertas NAND y un conductor están conectados en parejaspara que los datos BCD y su complemento, a disposición de

la decodificación de sieteAND-OR-INVERT puertas. La compuerta NAND restante y tres buffers de entradaproporcionar prueba de la lámpara, el corte de entrada / salida de onda-supresión y la ondulación de borrado-entrada.Los circuitos de aceptar 4-bit binario decimal codificado (BCD) y, dependiendoel estado de las entradas auxiliares, descodifica esta información para conducir una pantalla 7-segmentoindicador. Los relativos lógica positiva niveles de salida, así como las condicionesrequerido en las entradas auxiliares, se muestran en las tablas de verdad. salidaconfiguraciones de la SN54 / 74LS47 están diseñados para soportar la relativamentealtos voltajes necesarios para los indicadores de 7 segmentos.Estas salidas se soportar 15 V con una corriente inversa máxima de250 mA. Segmentos del indicador, que requieren hasta 24 mA de corriente puede ser impulsadodirectamente de los SN74LS47 transistores de alto rendimiento de salida. mostrarpautas para el recuento de entrada BCD anteriores nueve son símbolos únicos para autenticarcondiciones de entrada.El SN54/74LS47 incorpora lleva automática y / o del borde de salidacero de supresión de control (RBI y RBO). Lámpara de prueba (LT) puede realizarse en cualquiertiempo que el nodo de BI / RBO es un nivel ALTO. Este dispositivo también contiene unentrada principal de borrado (BI) que puede utilizarse para controlar la intensidad de la lámparavariando el ciclo de la frecuencia y trabajo de la señal de entrada BI o para inhibirelsalidas.• Capacidad de Modulación de intensidad de la lámpara (BI / RBO)• Salidas de colector abierto




• Provisión de la lámpara de prueba• Entrada / salida de supresión de ceros• Diodos Clamp entrada de límite de alta velocidad Efectos de terminación

Material

Diagrama lógico del circuito




Explicación de funcionamiento (1 página)

Utilizando el ejemplo del sumador completo de dos bits. Diseñe un sumador completo que sume dos números de dos bits. Es decir, A y B ahora serán dos números de dos bits más el carry de entrada.

Tome de referencia el diagrama a bloques de la figurza siguiente.

Agregue al circuito de salida un decodificador de BCD a 7 segmentos y un display de siete segmentos para exhibir su resultado.

Compruebe las siguientes operaciones y realice una tabla con los datos de entrada y su resultado.

a. 0+0b. 0+2c. 2+2




d. 3+3+Cin

e. Las restantes.

Resultados y fotos




Conclusiones individuales

Carlos Jaime López Martínez

En lo particular esta práctica, me resulto de gran ayuda, al poder corroborar satisfactoriamente, el resultado de un sumador binario.

Alfonso Cruz Cañas

Este circuito fue de mi agrado por que, con ello aprendimos que combinaciones de sumas binarias resulta.

Mario Mendoza Ramírez

Esta pequeña práctica, pude comprobar los resultados de las operaciones realizadas en teoría. Y saber que si son correctas.

Norman Ivor Grande Uribe

Este circuito resulto muy bueno ya que en cada una de las conexiones, hay un porqué de su función de cada componente, el cual lleva a ese resultado correcto, de las operaciones.

Gustavo Mera Hernández

Pienso que fue una excelente práctica para que retroalimentemos cada uno, y así salir de esas pequeñas dudas. La cual la mejor opción es en la práctica.

circuito sumador completo

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