sumador aritmetico

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS Sistema Digitales y Arquitectura de Computadoras (IS-341)

Prof. Carlos Vila Quispe Prof. Christian Lezama Cuellar

Semestre 2012 - I Página 1 de 9

LABORATORIO NRO. 04 NOTA

TEMA: PROCESADOR ARITMÉTICO Y LÓGICO

ALUMNO: CODIGO:

GRUPO: Miércoles: 2:00 pm – 6:00 pm

Jueves: 12:00 m – 4:00 pm

Martes: 12:00 m – 4:00 pm

Jueves: 2:00 pm – 6:00 pm

Viernes: 3:00 pm – 6:00 pm

1 OBJETIVO Implementar un circuito sumador/restador con signo para operadores de 4 bits.

Manipular el C.I. 74LS83 para sumar y restar operadores de 4 bits.

Manipular diplay’s de 7 segmentos para mostrar los resultados con signo.

Con el apoyo del simulador Proteus Isis y Winbreadboard, verificar el diseño y funcionamiento del

circuito desarrollado.

2 MATERIALES Y SOFTWARE DE SIMULACIÓN REQUERIDOS Fuente de voltaje VDC = 5V, protoboard, cables de conexión y pela-cables.

C.I. 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08 (4 integrados), 74LS32 (2 integrados), 74LS86 (4 integrados).

2 C.I. 74LS83 ó 2 C.I. 74LS83

2 C.I. decodificadores de 7 segmentos (74LS46 ó 74LS48)

14 LED´s y 2 display´s de 7 segmentos con sus respectivos decodificadores (ítem anterior).

Resistores de carbón de 1/2W. 9 de 220 y 14 de 470.

Software: Proteus Isis c 7.2, Winbreadboard v 1.2

3 INFORMACIÓN TEÓRICA a) C.I. Sumador Completo de 4 bits: 74LS83 ó 74LS283

Operandos de 4 bits: A = A4 A3 A2 A1 B = B4 B3 B2 B1

La suma de operandos de 4 bits Cin Carry de entrada

A4 A3 A2 A1 +

B4 B3 B2 B1

Carry de salida Cout S4 S3 S2 S1 = A + B





b) Diagramas esquemáticos de las compuertas lógicas con circuitos integrados estándar de la serie TTL

74LSxx.

NAND: 74LS00 C.I.: 74LS00

NOR: 74LS02 NOT: 74LS04

AND: 74LS08 OR: 74LS32

XOR: 74LS86 XNOR: 74LS266

c) Display de 7 segmentos

Es un componente que se utiliza para la representación de números en muchos dispositivos

electrónicos, y aunque cada vez es más frecuente encontrar LCD´s en estos equipos (debido a su





bajísima demanda de energía), todavía hay muchos que utilizan el display de 7 segmentos por su

simplicidad.

Está ensamblado de manera que se pueda activar cada segmento (diodo LED) por separado logrando

de esta manera combinar los elementos y representar todos los dígitos decimales en el display (del 0

al 9).

Cada elemento del display tiene asignado una letra que identifica su posición en el arreglo del display.

Ver el gráfico

Activando todos los segmentos se forma el dígito "8"

Activando los segmentos: "a,b,c,d,e,f" se forma el "0"

Activando los segmentos: "a,b,g,e,d" se forma el dígito "2"

Activando los segmentos: "b,c,f,g" se forma el dígito "4"

p.d. representa el punto decimal

Tipo1: El display ánodo común

Tiene todos los ánodos de los diodos LED unidos y conectados a la fuente de

alimentación. En este caso para activar cualquier elemento hay que poner el

cátodo del elemento a tierra a través de una resistencia para limitar la

corriente que pasa por el elemento.

Tipo2: El display cátodo común

Tiene todos los cátodos de los diodos LED unidos y conectados a tierra. Para

activar un segmento de estos hay que poner el ánodo del segmento a

encender a Vcc (tensión de la fuente) a través de una resistencia para

limitar el paso de la corriente.

También hay display alfanuméricos que permiten representar tanto letras como números.

d) Decodificador de código BCD a 7 segmentos

Permite decodificar un número binario expresado en BCD y activar los LED´s que corresponden a los

segmentos para formar los dígitos decimales equivalentes. Existe un decodificador para cada tipo de

display.





4 INFORME PREVIO a) Investigar y completar en los siguientes recuadros, con la información que corresponde al resumen

de la hoja de especificaciones técnicas de los C.I. 74LS83 ó 74LS283:

Condiciones de operación recomendados:

Símbolo Parámetro Mínimo Nominal Máximo Unidad

VCC Voltaje de suministro

VIH Voltaje de entrada de nivel alto

VIL Voltaje de entrada de nivel bajo

IOH Corriente de salida en nivel alto

IOL Corriente de salida en nivel bajo

TA Temperatura de operación (aire libre)

Características eléctricas:

Símbolo Parámetro Condiciones Mínimo Típico Máximo Unidad

VOH

Voltaje de salida en alto nivel

VCC=mín, IOH=máx,

VIL=máx.

VOL

Voltaje de salida en bajo nivel

VCC=mín, IOL=máx,

VIH=mín.

VCC=mín, IOL=4 mA

Nota: valores típicos son con VCC=5V y TA=25°C.

Características de conmutación (a VCC=5V y TA=25°C): estime un promedio

Símbolo Parámetro

RL = 2 KΩ

Unidad CL = 15pF CL = 50pF

Mínimo Máximo Mínimo Máximo

tPLH Tiempo de retardo de propagación Salida de BAJO a ALTO nivel.

tPLH Tiempo de retardo de propagación Salida de ALTO a BAJO nivel.





Observaciones

b) Sumador/Restador con signo para operandos de 4 Bits

El Docente de prácticas será el facilitador para que los alumnos trabajando en grupo, concreten el

diseño de un circuito sumador/restador con signo para operandos de 4 bits, que mediante una línea

de control (k), se pueda seleccionar las operaciones SUMA o RESTA, haciendo uso del Complemento

a 2. Los operandos binarios de 4 bits se mostrarán utilizando led’s y el resultado con signo deberá

mostrarse utilizando de primera instancia led’s que determinaran el código binario resultante y

como una segunda etapa mostrar los resultados en el display’s de 7 segmentos.

K Operación

0 Suma A + B

1 Resta A - B

5 DESARROLLO DE LA PRÁCTICA

5.1 SUMADOR/RESTADOR DE 4 BITS: IMPLEMENTACIÓN EN PROTOBOARD

Implemente en protoboard, el circuito sumador/restador para operandos de 4 bits, el mismo que será

implementado haciendo uso de Módulos FULL ADDER y el Complemento a 2.

Seleccione la línea de control (k=0) para realizar la operación SUMA: A + B.

Half Adder Full Adder

Suma: Cout: A.B

Suma: ( ) Cout: A.B + A.Cin + B.Cin





Para valores diferentes de los operandos, los mismos que se indican en la siguiente tabla, complete la

tabla con los resultados obtenidos en el circuito.

Operandos Resultado SUMA

1er. Sumando: A 2do. Sumando: B Led Carry Led’s de Suma

A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 Cout S4 S3 S2 S1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1

Seleccione la línea de control (k=1) para realizar la operación RESTA: A - B



Operandos Resultado DIFERENCIA

Minuendo: A Sustraendo: B Led Signo Led’s de Resta

A4 A3 A2 A1 B4 B3 B2 B1 Cout D4 D3 D2 D1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1 1 1 1





Observaciones

5.2 SUMADOR/RESTADOR DE 4 BITS: SIMULACIÓN CON PROTEUS ISIS

Implemente en Proteus Isis, el circuito sumador/restador para operandos de 4 bits, el mismo que será

implementado haciendo uso de Módulos FULL ADDER y el Complemento a 2.







0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1







0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1 1 1 1





Observaciones

5.3 SUMADOR/RESTADOR DE 4 BITS CON SIGNO: IMPLEMENTACIÓN EN PROTOBOARD

Implemente en protoboard, el circuito sumador para operandos de 4 bits haciendo uso del circuito

integrado 74LS83 ó 74LS283.







0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 0 1 0 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 1 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 0 0 1 1

1 1 1 0 1 1 1 1







0 0 1 1 0 1 1 1

0 1 1 1 0 0 1 1

1 1 1 0 0 0 1 0

1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 1 0 1 1 0

0 1 0 0 1 0 0 0

1 1 1 0 1 1 1 1





Observaciones

6 CONCLUSIONES

7 BIBLIOGRAFÍA

8 ANEXO Ubicación de componentes en la ventana “Pick Devices”

Dispositivo Librería Sub-categoría Categoría AND, OR, NOT ACTIVE Gates Simulator Primitives NAND; NOR, XOR ACTIVE Gates Simulator Primitives 74LS83, 72LS283 74LS Adders TTL 74LS series LED ACTIVE LEDs Optoelectronics Display 7 segmentos DISPLAY 7-Segmentos Display Optoelectronics LOGICSTATE ACTIVE Logic Stimuli Debugging Tools LOGICPROBE (BIG) ACTIVE Logic Probes Debugging Tools

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