conversor de codigos

UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR

FACULTAD DE INGENIERIA Y ARQUITECTURA ESCUELA DE INGENIERIA ELECTRICA SISTEMAS DIGITALES II

CONVERTIDOR DE CODIGOS BCD A 8421

CATEDRATICO: ING. SALVADOR GERMAN

INTEGRANTES:

CARNET

CORNEJO AYALA, JOSE GUILLERMO

CA10058

VASQUEZ PORTILLO, EVER ATILIO

VP10009

1

INDICE

INTRODUCCION……………………………………………………………3

OBJETIVOS………………………………………………………………….4

1. MARCO TEORICO…………………………...……………………….…5

2.DISEÑO DEL CIRCUITO……………………………….……………..…8

3. SIMULACION DEL CIRCUITO………………………………..………15

4. EJECUCION DEL CIRCUITO…………………………………………17

5. RECOMENDACIONES…………………………………………………23

6. CONCLUSIONES………………………………………………………24

7. RECOMENDACIONES ……………………………………………..….25

2

INTRODUCCION En conocimiento del funcionamiento de las compuertas básicas de los sistemas lógicos digitales, y de los circuitos integrados (IC), estudiados en el asignatura previa a esta, ahora nos enfrentamos a un problema de diseño donde aplicaremos los conceptos teóricos y la lógica adquirida mediante el estudio teórico de los sistemas digitales y los conjuntaremos con la práctica y herramientas computacionales de simulación de circuitos. Este reporte contiene el diseño, simulación, y ejecución de un convertidor de códigos BCD 2421, 5421, 7421, exceso 3 a 8421( binario natural); partiremos de una investigación general sobre convertidores de código, con la intención de aprender conceptos útiles a la hora de la resolución del ejercicio que se nos ha propuesto resolver, para inmediatamente pasar a la resolución del problema detallando cada paso del diseño del circuito a ejecutarLuego de tener el diseño del convertidor de código correspondiente, la manera más rápida y eficiente de saber si obtendremos los resultados esperados es utilizando un simulador de circuitos en tiempo real, por lo cual se ha utilizado el Software TINA como herramienta útil en la comprobación de un circuito lógico digital; posterior a la simulación se ha proseguido a la ejecución del circuito por lo cual en este reporte se hace una descripción de los elementos utilizados para dicha gesta, para después mostrar el circuito ya armado el cual se defenderá ante el docente. Como parte final del reporte se hacen una serie de observaciones que como equipo de trabajo nos gustaría compartir para futuros estudios sobre el tema en cuestión, para pasar finalmente a las conclusiones elaboradas que sintetizan en cierta manera lo aprendido con la teoría y práctica sobre convertidores de códigos BCD.

3

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL: 

Desarrollar el diseño, simulación y ejecución de un convertidor  de códigos BCD a 8421.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:







Simular correctamente el convertidor de códigos BCD a 8421. Aprender la correcta utilización de las compuertas lógicas básicas y los circuitos integrados. Aprender el uso de la breadboard y los circuitos integrados concernientes.

4

1. MARCO TEORICO 1.1. SOBRE CONVERSORES DE CODIGO: Un conversor de código puede hacerse simplemente conectando un decodificador a un codificador. Por ejemplo, podemos imaginar un decodificador de binario natural BCD, es decir, un descodificador con 4 entradas y 16 salidas de las que utilizamos 10 (las correspondientes a las combinaciones binarias en BCD de los dígitos decimales desde el 0 hasta el 9. Estas 10 salidas las conectamos a las entradas de un codificador de código binario Gray, el cuál tendrá 4 salidas. Acabamos de hacer un conversor de código de BCD natural a binario Gray. En resumen, se puede decir que un conversor de código es un elemento lógico que traduce una palabra de "n" bits a otra de "m" bits las cuales se refieren al mismo valor decimal, pero en "distintos códigos". En el ejemplo anterior los códigos son el binario natural y el Gray. Los conversores de código son circuitos combinacionales cuya función es cambiar los datos de un código binario a otro, esto es así porque para determinadas operaciones de transmisión y procesamiento de información son más eficaces unos códigos que otros. Se suelen implementar mediante dispositivos lógicos programables. Vamos a ver un ejemplo de un cambiador de código de BCD (8421) a binario exceso 3. La tabla de verdad será:

5

Las funciones canónicas serían:

Los dispositivos digitales pueden procesar solamente los bits "1" y "0" . Estas largas cadenas de 1 y 0 son difíciles de comprender por las personas. Por esta razón se necesitan los conversores de códigos para traducir el lenguaje de la gente al lenguaje de la máquina. Otro ejemplo de conversor de código es una sencilla calculadora manual, la cual esta constituida por un dispositivo de entrada llamado teclado. Entre el teclado y la unidad central de tratamiento "CPU" hay un codificador, que traduce el numero decimal pulsado en el teclado a código binario. La "CPU" realiza su operación en binario y produce un resultado en código binario. El decodificador traduce el código binario de la CPU a un código especial que hacen que luzcan los segmentos adecuados en el visualizador de siete segmentos.

1.2. SOBRE TINA: Dentro de los diferentes análisis que ofrece TINA se encuentran:

6

1. Análisis DC (corriente continua). 2. Análisis AC (corriente alterna). 3. Respuesta en el tiempo (Transient). 4. Respuesta en frecuencia. 5. Análisis de ruido. 6. Punto de operación. La mayor funcionalidad que tiene TINA es que permite de manera gráfica poder representar circuitos eléctricos dedistintos grados de complejidad. Esto se debe al subprograma Schematics Editor el cual permite representar visualmente los circuitos eléctricos (lo que es un gran avance ya que antes del Schematics, los programas de simulación de circuitos eléctricos se manejaban mediante códigos y algoritmos

.

7

2. DISEÑO DEL CIRCUITO ASIGNACION : Diseñar, simular e implementar un convertidor de códigos BCD de 2421, 5421, 7421 y exceso-3 a 8421.

SOLUCION:

PASO1: METODO A UTILIZAR Este circuito podría diseñarse utilizando solo compuertas básicas, sin embargo como lo hemos estudiado en clases el método más apropiado es utilizando un sumador binario de cuatro bits 7483 y compuertas básicas.

PASO2: TABLA DE VERDAD Necesitamos realizar cuatro trabajos con el mismo circuito, por lo cual necesitaremos dos variables de control que denominaremos A y B con la configuración siguiente para cada tarea:  A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

TRABAJOS Convierte de 2421 a 8421 Convierte de 5421 a 8421 Convierte de 7421 a 8421 Convierte de exceso-3 a 8421

Luego se ha elaborado la tabla de verdad denominando las entradas del código fuente C, D, E y F; las variables del circuito corrector W, X, Y, y Z; y las del código destino ∑ 1, ∑2, ∑3, ∑4.

# 0

A 0

B 0

C 0

D 0

E 0

F 0

W 0

X 0

Y 0

Z 0

∑1

∑2

∑3

∑4

0

0

0

0 8

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1

0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 1

0 1 1 0

1 0 1 0

1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 1 1 0 0 0 0 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 1

0 1 1 0 0 0 0 1 1 0

1 0 1 0 1 0 0 0 1 0

1 1 1 1 1

1 1 1 1 1

0 0 0 0 0

1 1 1 1 1

0 0 0 1 1

1 1 1 0 0

0 1 1 0 0

1 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1

0 1 0 1 0 1 0 9

39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

1 1 1

0 1 1

1 0 0

1 0 0

1 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

0 0 0 0 1 1 1 1 0 0

0 0 1 1 0 0 1 1 0 0

0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

PASO 3: SIMPLIFICACION Para simplificar una tabla de verdad hay distintos métodos entre ellos está el algebraico que puede ser quizás el más tedioso por lo cual está totalmente descartado, existe también el método de Quine-McCluskey que puede ser utilizado no importando el número de entradas, sin embargo utilizar este método para seis variables de entrada se puede tornar un tanto complicado, pero nos queda otra opción que es el

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método por mapas Karnaugh, que puede ser utilizado para seis variables de entrada. Se ha utilizado para la simplificación el método por mapas Karnaugh, los mapas con sus respectivas ecuaciones son los siguientes: Para todo los mapas k presentados a continuación se ha tomado la columna del grey reflejado de tres bits del mapa como las entradas A, B, C y la fila del gray reflejado como C, D, y F. PARA W:

La ecuación resultante sería w = C + AB Para X

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La ecuación seria X= AC + AB + BC Para Y

La ecuacion seria

̅  

Para Z:

12

La ecuación seria Z = AC + AB + BC que es igual a la ecuación de X, por lo tanto W=Z.

PASO 4: DIBUJO BASICO DEL CIRCUITO Para tener una mayor claridad del circuito a realizar, se ha elaborado un circuito básico de este

13

14

3. SIMULACION DEL CIRCUITO

Para la simulación se utiliza el lenguaje TINA corriendo bajo la plataforma de Windows, y se creó una macro para realizar las funciones del 7448, el cual se encarga de convertir el código 8421 generado por las operaciones en el 7483 en 7 segmentos para después conectarlo a una Display de 7 segmentos de cátodo común, el código de este circuito es el siguiente:

ENTITY conv IS port( A, B, C, D t, u, v, w, x, y, z

: IN

BIT;

: OUT BIT);

END conv;

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ARCHITECTURE arch_conv OF conv IS BEGIN t