Tarea tres HN14001 SC14009.pdf

Universidad de El Salvador Facultad de Ingeniería y Arquitectura Escuela de Ingeniería Eléctrica Sistemas Digitales 1 SDI115

Hernández Nieto, Jairo Alejandro Sorto Castillo, Jairo Josué

HN14001 SC14009

Ciudad Universitaria, lunes 23 de mayo 2016

Guía 3: Circuitos MSI

SDI115

INDICE Introducción Introducción:: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ........................... .......... 3 Objetivo Objetivo General: General: ................................ ................................................. ................................... ................................... .................................. ..................... .... 4 Objetivos Objetivos Específicos: Específicos:................................. .................................................. .................................. .................................. .............................. ............. 4 Marco Teórico: Teórico: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ........................ ....... 5 Obtención Obtención de Software: Software: ................................ ................................................. .................................. .................................. .............................. ............. 8 Asignación: Asignación: .................................. ................................................... .................................. .................................. ................................... .............................12 ...........12 Ejercicio Ejercicio 1: ................................... .................................................... .................................. .................................. .................................. ..........................12 .........12 Decoder Decoder de 3 a 8: ................................... .................................................... .................................. .................................. .............................12 ............12 coder 8 a 3:.................................. ................................................... ................................... ................................... .................................. ....................13 ...13 Multiplexor Multiplexor de 2 a 1: ............................................ ............................................................. .................................. ................................14 ...............14 Demux de 1 a 4 con dos variables de control: .........................................................16 FULL ADDER: ADDER: ................................ ................................................. ................................... ................................... .................................. ....................17 ...17 Multiplexor con dos entradas de datos de 4 bit y una variable de selección .............18 Ejercicio Ejercicio 2:................................... .................................................... .................................. .................................. .................................. ..........................19 .........19 Ejercicio Ejercicio 3:................................................. .................................................................. .................................. ................................... ............................ .......... 25 Investigació Investigación: n:.................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 32 Coders: Coders: ................................. .................................................. .................................. .................................. ................................... ............................ .......... 32 Decoders: Decoders: ................................. .................................................. .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 34 Multiplexore Multiplexores: s: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ................. 36 Demultiplex Demultiplexores: ores: ................................. .................................................. .................................. .................................. ............................... .............. 37 sumador: sumador: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 38 Conclusione Conclusiones: s: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 39 Bibliografía: Bibliografía: ................................. .................................................. .................................. .................................. ................................... ............................ .......... 40 Sitios Web: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........40

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Guía 3: Circuitos MSI

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INDICE Introducción Introducción:: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ........................... .......... 3 Objetivo Objetivo General: General: ................................ ................................................. ................................... ................................... .................................. ..................... .... 4 Objetivos Objetivos Específicos: Específicos:................................. .................................................. .................................. .................................. .............................. ............. 4 Marco Teórico: Teórico: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ........................ ....... 5 Obtención Obtención de Software: Software: ................................ ................................................. .................................. .................................. .............................. ............. 8 Asignación: Asignación: .................................. ................................................... .................................. .................................. ................................... .............................12 ...........12 Ejercicio Ejercicio 1: ................................... .................................................... .................................. .................................. .................................. ..........................12 .........12 Decoder Decoder de 3 a 8: ................................... .................................................... .................................. .................................. .............................12 ............12 coder 8 a 3:.................................. ................................................... ................................... ................................... .................................. ....................13 ...13 Multiplexor Multiplexor de 2 a 1: ............................................ ............................................................. .................................. ................................14 ...............14 Demux de 1 a 4 con dos variables de control: .........................................................16 FULL ADDER: ADDER: ................................ ................................................. ................................... ................................... .................................. ....................17 ...17 Multiplexor con dos entradas de datos de 4 bit y una variable de selección .............18 Ejercicio Ejercicio 2:................................... .................................................... .................................. .................................. .................................. ..........................19 .........19 Ejercicio Ejercicio 3:................................................. .................................................................. .................................. ................................... ............................ .......... 25 Investigació Investigación: n:.................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 32 Coders: Coders: ................................. .................................................. .................................. .................................. ................................... ............................ .......... 32 Decoders: Decoders: ................................. .................................................. .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 34 Multiplexore Multiplexores: s: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ................. 36 Demultiplex Demultiplexores: ores: ................................. .................................................. .................................. .................................. ............................... .............. 37 sumador: sumador: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 38 Conclusione Conclusiones: s: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........ 39 Bibliografía: Bibliografía: ................................. .................................................. .................................. .................................. ................................... ............................ .......... 40 Sitios Web: .................................. ................................................... .................................. .................................. .................................. ......................... ........40

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Guía 3: Circuitos MSI

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Introducción: En el presente trabajo se presenta una síntesis de los circuitos MSI, los circuitos combinaciones MSI son aquellos en los que las salidas dependen exclusivamente de las entradas, luego para una misma entrada siempre se tiene la misma salida. Hasta ahora dentro de la asignatura se ha visto las posibilidades de diseño de funciones lógicas, o de circuitos lógicos, todo esto se ha realizado mediante el uso exclusivo de puertas básicas. Los circuitos que contienen estas puertas básicas son conocidos como SSI (Small Scale of Integration) porque ya en la práctica estos contienen un número pequeño de transistores. Para continuar conociendo el mundo de los sistemas digitales se dará un paso más profundo, basándonos en el uso de bloques constructores más complejos que las funciones lógicas. Esto se puede hacer mediante el uso de sistemas o circuitos  dónde el número de puertas básicas puede llegar a 100. Dentro de los elementos que se utilizaran tenemos los siguientes: -

Multiplexores y demultiplexores,

-

Codificadores y decodificadores,

-

Comparadores.

Como estudiantes lo que buscamos es comprender su funcionamiento, para que sirven y las características que poseen como por ejemplo que y cuantos bits b its de entrada utilizan. El informe contiene un marco teórico donde se aborda a profundidad la teoría de los circuitos

, contiene una asignación donde se resuelven

los problemas propuestos por la catedra de Sistemas Digitales 1 utilizando el código VHDL y el software TINA para solucionarlos, prosigue una investigación y culmina con las conclusiones y observaciones sobre la tarea 3. Todo esto se detalla a continuación.

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Guía 3: Circuitos MSI

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Objetivo General: 

Trabajar de forma sistemática los circuitos MSI y vincularlos al código VHDL y el software TINA.

Objetivos Específicos: 





Estudiar el software asignado por la catedra para trabajar los Circuitos MSI. Tener la capacidad de solucionar problemas que involucren Codificadores, Decodificadores, Multiplexores y Demultiplexores. Responder con claridad y con ejemplos los cuestionamientos sobre los l os circuitos MSI.

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Guía 3: Circuitos MSI

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Marco Teórico: Para continuar conociendo el mundo de los sistemas digitales se dará un paso más profundo, basándonos en el uso de bloques constructores más complejos que las funciones lógicas que se han utilizado hasta ahora. Esto se puede hacer mediante el uso de sistemas o circuitos

 dónde el número de puertas básicas puede ser

desde 10 hasta 100. Un circuito combinacional consiste en compuertas lógicas cuyas salidas se determinan directamente en cualquier momento de la combinación presente de las entradas, sin tener en cuenta las entradas anteriores Dentro de los elementos que se utilizaran tenemos los siguientes: -

Multiplexores y demultiplexores,

-

Codificadores y decodificadores,

-

Comparadores.

Multiplexar es pasar información de “muchos” canales o

líneas a “pocos” canales o líneas. Un

 (MUX) es un circuito combinacional que

selecciona una entrada y la transfiere a la salida. La selección de la entrada, o dato, se realiza según un conjunto de valores de las variables de control. Poseen, por tanto, n entradas de selección, para 2 n entrada de datos, proporcionando dos salidas: una para el dato directo y otra para el dato negado, en la asignatura solo se una el dato directo por lo que se dice que solo tiene una salida. Si necesitáramos más entradas se pueden asociar distintos MUX para formar una entrada mucho mayor. 5

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Un DEMULTIPLEXOR, realizan la función que debe realizar es la inversa de la que realiza el MUX, o sea, debemos seleccionar una salida por donde transmitir el dato de la entrada. Por tanto, el circuito constará de 1 entrada de datos, n entradas de selección de salida, y 2n salidas.

Los circuitos digitales decodificadores detectan la presencia de una combinación de bits o códigos en las entradas y la indican en la salida, ya sea con un nivel alto o un nivel bajo. Un decodificador es un circuito lógico con n entradas y 2 n  salidas, tal que para cada combinación de entradas se activa al menos una salida. Si sólo se activa una salida se denomina decodificador completo. Por ejemplo, este es un circuito decodificador completo de 3 a 8 líneas, permitiría la activación de un dispositivo al proporcionarle la dirección de dicho dispositivo. Dispone de una entrada de HABILITACIÓN (enable) que conecta o desconecta el dispositivo, en este caso dicha entrada es activa a NIVEL BAJO, ya que el dispositivo se activa cuando dicha entrada recibe un ‘0’ lógico.

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Tanto las entradas como las salidas, principalmente estas últimas, pueden ser: -

ACTIVAS A NIVEL ALTO: la salida activa es 1 y la no activa 0.

-

ACTIVAS A NIVEL BAJO: la salida activa es 0 y la no activa 1.

Además, el número de entradas de Habilitación puede ser de una o más, y pueden estar activas a nivel alto o bajo. Podemos encontrar decodificadores de muy diversos “tamaños”:

-

De 2 a 4 líneas

-

De 3 a 8 líneas (bin a oct)

-

De 4 a 16 líneas (bin a hex)

-

Convertidores de códigos: BCD/decimal y BCD/7-seg

Los CODIFICADORES Son los dispositivos MSI que realizan la operación inversa a la realizada por los decodificadores. Generalmente, poseen 2 n entradas y n salidas. Cuando solo una de las entradas está activa para cada combinación de salida, se le denomina codificador completo. Por ejemplo, el siguiente circuito proporciona a la salida la combinación binaria de la entrada que se encuentra activada. En este caso se trata de un codificador completo de 8 bits, o también llamado codificador de 8 a 3 líneas:

Los circuitos digitales comparadores se encargan de comparar dos cantidades binarias para determinar si son iguales o diferentes (mayor, menor o igual). Su funcionamiento se basa en las compuertas OR Exclusivas o NOR Exclusivas. 7

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Obtención de Software: El softwate TINA se obtuvo de la dirección Dropbox que subieron al grupo de Facebook de la asignatura: https://www.dropbox.com/sh/mmbmmcgxblibnwf/AAAYWpSzxYwvpXdmYe_iMbe5a?dl =0

Se utilizó el proceso de instalación que estaba en la carpeta:

A continuación, se presentan 20 capturas del proceso de instalación, agrupadas de 4 en 4 no se describirá el proceso porque es el mencionado en la imagen anterior.

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El resultado es el que se muestra acontinuacion: Ahora podemos utilizar el software TINA.

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Asignación: Ejercicio 1: Programar y simular en VHDL los siguientes circuitos: -

-

Decoder de 3 a 8. Coder de 8 a 3. Multiplexor con dos entradas de dato de 1 bit y una variable de selección Demultiplexor con cuatro salidas de datos de 1 bit y dos variables de selección Full Adder Multiplexor con dos entradas de datos de 4 bit y una variable de selección

Tabla de verdad

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Codigo: library IEEE; use IEEE.STD_LOGIC_1164.all; entity deco3_8 is port( a: in STD_LOGIC_VECTOR(2 downto 0); y: out STD_LOGIC_VECTOR (7 downto 0) ); end deco3_8; architecture arch_deco3_8 of deco3_8 is begin y(0)