Sistemas Digitales

Informe de Laboratorio de Sistemas Digitales

INFORME N3 REGISTROSI. INTRODUCCIN:En este laboratorio, se desarrolla el anlisis funcional de los circuitos secuenciales desarrollados con los biestables (Latch y Flip Flops); que permiten realizar funciones diversas con la informacin digital (desplazamiento, conversiones serie-paralelo, paralelo-serie, almacenamiento, etc) los cuales representan tareas importantes en un diseo digital viabilizando las funciones a desarrollar en una aplicacin de un sistema digital de lgica cableada.II. OBJETIVOS:1. OBJETIVOS GENERALESAnalizar e Implementar los diversos circuitos de registros de desplazamiento (Shift register), registros de almacenamiento, registro universal; utilizando dispositivos integrados TTL y CMOS.Adquirir destreza para el montaje y cableado de circuitos digitales en el protoboard.y/o en circuito impreso.Que el estudiante aprenda utilizar los principios bsicos para el anlisis de circuitos digitales secuenciales mediante simuladores y que tenga la capacidad de realizar la deteccin de fallos, corregirlos y comprobar su buen funcionamiento.2. OBJETIVOS ESPECIFICOSBuscar las referencias correspondientes en los manuales tcnicos adecuados y/o internet.Se analizara la operacin de los circuitos secuenciales para determinar su respuesta en el tiempo (desarrollo de Tabla de estados y construccin del diagrama de tiempo).Implementar cada circuito en protoboard, analizar su funcionamiento y luego comprobar el funcionamiento de cada uno de ellos; utilizando visualizadores led para las seales de salidas.III.MARCO TERICO:Los registros son circuitos secuenciales conectados por una serie de biestables conectados en cascada. Tienen diversas aplicaciones prcticas como: Transmitir y recibir datos en serie y en paralelo. Conversin de datos en formato serie y paralelo y viceversa. Almacenamiento de informacin (memoria).

Los registros se clasifican en:Serie-Serie: slo la entrada del primer flip-flop y la salida del ltimo son accesibles externamente. Se emplean como lneas de retardo digitales y en tareas de sincronizacin.Paralelo-Serie: son accesibles las entradas de todos los flip-flops, pero slo la salida del ltimo. Normalmente tambin existe una entrada serie, que slo altera el contenido del primer flip-flop, pudiendo funcionar como los del grupo anterior. Este tipo y el siguiente se emplean para convertir datos serie en paralelo y viceversa.Serie-Paralelo: son accesibles las salidas de todos los flip-flops, pero slo la entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean para convertir datos serie en paralelo y viceversa, por ejemplo para conexiones serie como elRS232.Paralelo-Paralelo: tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se usan para clculos aritmticos.Un registro de desplazamiento muy utilizado, que es universal (se llama as porque puede utilizarse en cualquiera de las cuatro configuraciones anteriormente descritas) y bidireccional (porque puede desplazar los bits en un sentido u otro) es el 74HC194, de cuatro bits de datos.Otros registros de desplazamiento conocidos, fabricados tambin con la tecnologa CMOS, son el 74HC165 (entrada paralelo, salida serie) y 74HC164 (entrada serie, salida paralelo).IV. LISTADO DE MATERIALES:Circuitos Integrados IC 555, TTL: 74LS76, 74LS74, CMOS: CD 4047BProtoboard y pulsadorCables de conexinManuales tcnicos.Resistencias de diversos valores (100K, 120 K)Diodos LEDs.Condensadores de diversos valores: 0.1 uF, 4.7uF, 10uF.V. IMPLEMENTACION:1. Implementar el registro SISO mostrado en la Figura. Analice su funcionamiento, desarrolle la tabla de estados y construir el diagrama de estados; considerando el dato DATA: 1011. (Sugerencia Usar IC 74LS74)

Para ingresar el dato 1011 Preset en 1, D en 1, Dar un clock(ingresa 1), para ingresar cero d=0 dar otro clock, para ingresar uno dar otro clock y para ingresar otro 1 d=1 y dar otro clock, la salida es 1011.TABLA DE ESTADOS: DIAGRAMA DE TIEMPO:Nro. de Pulso CLKQ(D2)

10

20

30

41

50

61

71

2. Implementar el registro SIPO de la Figura, analice su funcionamiento, desarrolle su tabla de estados y graficar su diagrama de tiempo; considerando el dato: 1101. (Sugerencia: Usar IC 74LS74)

TABLA DE ESTADOS: DIAGRAMA DE TIEMPO:Nro de Pulso CLKQ0(D3)Q1(D4)Q2(D5)Q3(D2)

11000

20100

31010

41101

5X110

6XX11

7XXX1

3. Implementar el registro de almacenamiento asncrono de 4 bits, mostrado en la Figura; analice su funcionamiento entregando datos de 4 bits, comprobando su transferencia a las salidas del registro.(Sugerencia Usar IC 74LS75)

Cuando al enable del circuito esta en 1 habilita a todas las entradas y al ingresar los datos en cualquiera de ellas de observa que en la salida el mismo valor ingresado como se puede observar en la tabla mostrada. Esto ocurre en cualquiera de las de los latch tipo D del circuito mostrado en las entradas D1, D2, D3, D4 y sus salidas respectivas Q1, Q2, Q3, Q4. Cuando el enable esta en 0 queda registrada el numero y cualquier otra accin no altera nada.

TABLA DE ESTADOSDIAGRAMA DE ESTADOS:ENTRADASSALIDAS

DENABLEQ

0101

1110

XO

4. Implementar el registro de almacenamiento sncrono de 4 bits mostrado en la figura 13, analice su funcionamiento.

Las entradas y las salidas se encuentran en paralelo inmediatamente despus de introducir simultneamente todos los bits de datos, estos aparecen en paralelo en las salidas. Este circuito es un registro de almacenamiento sncrono debido a que siempre que exista una seal de reloj la entrada pasara a la salida en caso contrario la salida permanecer en estado de memoria y no ser afectado por la entrada.

TABLA DE ESTADOS:DIAGRAMA DE ESTADOS:

VI. CUESTIONARIO:1. De los manuales tcnicos obtener los IC TTL y CMOS que realizan la funcin de registro.a) Registro de almacenamiento (7475 y 7477)

b) Registro entrada serie/salida paralelo (74164 CMOS)

c) Registro entrada paralelo salida/serie (7494)

d) Registro universal 7495

e) Registro universal 74194:

2. Describa circuitos de aplicacin de los registros de desplazamiento, almacenamiento, universal, direccionable. Generador pseudoaleatorio. Se construye con un registro de desplazamiento, realimentando a la entrada una combinacin de varias salidas, normalmente un or exclusivo entre ellas. Multiplicador serie. Se realiza la multiplicacin mediante sumas y desplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384. Registro de aproximaciones sucesivas. Se usa enconversores A/D. Se van calculando los bits sucesivamente, empezando por el ms significativo. Mediante un conversor DACse compara la entrada analgica con los resultados parciales, generando el siguiente bit. Retardo. Se pueden utilizar para retardar un bit un nmero entero de ciclos de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada, tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).

VII. CONCLUSIONES: Pueden crearse sistemas de registro a travs de circuitos secuenciales. Los sistemas de registro dependen de una seal de reloj o habilitadora. Todos los tipos de sistemas de registro tienen un comportamiento que vara en el tiempo.

VIII. BIBLIOGRAFIA: Alan Marcovitz B. Diseo Digital. 2 edicin Editorial Mc Graw Hill. Enrique Mandado. Sistemas Electrnicos Digitales. 7 Edicin. Biblioteca UDB. Morris Mano. Diseo Digital. 1 Edicin. Editorial Prentice Hall. Biblioteca UDB. John F. Wakerly. Diseo Digital, principios y prcticas. Editorial Prentice Hall. Louis Nashelsky. Fundamentos de tecnologa digital. 1 Edicin. Noriega Editores, Limusa. Ronald J. Tocci. Sistemas digitales, principios y aplicaciones. Biblioteca UDB.