UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

Laboratorio de Diseño de Sistemas Lógicos

Marcelo Moya

Darío Rodríguez

Mauricio Echeverría

Jonathan Casa

SUMADOR BINARIO DE 8 BITS1. OBJETIVOS Logrado

Falta práctica

No logrado

Comprender la función básica de las compuertas lógicas elementales con lógica TTL.

Comprender la característica de control de las compuertas lógicas elementales con lógica TTL.

Comprender las características y aplicaciones de las compuertas de colector abierto.

X

X

X

2. CONCEPTOS

La adición de cantidades binarias es muy sencilla y se basa en las reglas siguientes:1.0 + 0 = 02.0 + 1 = 13.1 + 1 = 10 = 0 + acarreo de 1 a la izquierda4.1 + 1 + 1 = 11 = 1+ acarreo de 1 a la izquierdaEjemplo:

Adición de números binarios:

Compuerta OR EXCLUSIVA

La figura 1 es un diagrama esquemático del circuito de la compuerta OR EXCLUSIVA. Su expresión booleana es, su tabla de verdad y su símbolo. De acuerdo a la tabla de verdad se ve que puede ser utilizada para la suma binaria. El operador booleano para una OR exclusiva es un operador OR (+) encerrado en un circulo ⊕, ósea

Y = A⊕B =AB + AB

En CI (7432) vienen 4 compuertas OR como se muestra

Sumador completo (Full adder)

Cuando el acarreo y las dos cantidades que se van a sumar se consideran como entradas, las combinaciones de entrada seincrementan a ocho. Un sumador capaz de producir las salidas requeridas para las 8 combinaciones de entrada sedenomina Sumador completo(Full adder)

3. ACTIVIDADES3.1. MATERIALES

1 circuito integrado 7483 ó 74LS83 (4 compuertas XOR TTL de 2 entradas) 1 circuito integrado 7408 ó 74LS08 (4 compuertas AND TTL de 2 entradas) 2 circuito integrado 7432 ó 74LS32 (4 compuertas OR TTL de 2 entradas) 5 diodos emisores de luz o (LED) 4 DIP switch de 4 elementos 16 resistencias de 330Ω½ W Cables con banana rojo y negro, puentes de alambre telefónico # 22 0 24 1 Protoboard o tablero de conexiones 1 Fuente de voltaje con 5V DC (regulada), 1ª

3.2. PROCEDIMIETO

Se armó el circuito en 2 protoboards de acuerdo a la simulación realizada en proteus

4. INVESTIGACIÓN

Se investigó el funcionamiento de cada integrado, de las compuertas, del sumador y de cómo realizar los acarreos en cascada de acuerdo a los datasheet de cada integrado.

Sumadores binarios de 4 bits:

Las operaciones aritméticas se presentan con tal frecuencia que se han desarrollado un número de circuitos integrados especiales para llevarlas a cabo. El 74LS283 es un buen exponente de esta clase de dispositivos, siendo, en esencia, un sumador hexadecimal de 4 bits, Por lo tanto, acepta como entradas dos números de 4 bits de cada uno, A y B, y un bit de acarreo previo, CO. Los 4 bits correspondientes al número A se conectan a las entradas Al, A2, A3 y A4. Las cuatro entradas del dato B se conecta de manera similar. El sumador genera como resultado un número de 4 bits correspondientes a la suma de los dos datos, A y B, además de un bit de acarreo, C4. En la figura Nº2 se muestra la configuración de pines del 74LS283.

Figura Nº 2. Configuración de pines del 74LS283

La operación del circuito integrado puede describirse en forma resumida de la siguiente manera:

Si la suma de los dos datos de entrada más el acarreo previo arroja un resultado entre O y 15, la suma aparecerá en las salidas de suma y el bit de acarreo de salida, C4 se hace igual a cero.

Si el resultado de la suma se sitúa entre 16 y 31, el bit de acarreo C4 se pone en 1 y las salidas correspondientes a los bits de suma se hacen iguales al valor del resultado menos 16. Observe que en el su mador de 4 bits, el bit de acarreo resultante posee un peso binario igual a 16.

Ejemplo:

Suponga entradas a un sumador como el siguiente:A4A3A2A1= 01112 (716)B4B3B2B1 = 10102 (A16)CO=1

En este caso, la suma de los tres datos de entrada, 0111 + 1010 + 1 resulta ser igual 18. De acuerdo a las reglas anteriores, se produce un bit de acarreo igual 1 y las salidas adoptan un valor de 2 (esto es, 18 menos 16). Por lo tanto, C4 = 1 y 4 3 2 1=0010.

Sumadores en cascada

Es posible implementar sumadores para palabras de tamaño superiores a 4 bits si se disponen varios 74LS283 en cascada. Para el efecto, basta simplemente con conectar la salida C4 del sumador de menor peso a la entrada CO del sumador siguente. En la figura Nº 3 se muestra como se conectarían dos 74LS283 en cascada para con formar un sumador de 8 bits. Los dos sumadores se muestran recibiendo como datos a dos números binarios de 8 bits cada uno cuyos valores son: A=11001010, B = 11100111, CO=0. El resultado de la operación, mostrado también en la misma figura es 10110001 y C4= 1.+

Figura Nº 3. Configuración en cascada 74LS283

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

- Un circuito sumador en si lo que hace es comparar dos números y traslada el acarreo de una fila de números a la otra en este circuito podemos observar que el acarreo se traslada incluso de un sumador a otro permitiendo sumar dos números de 8 bits obteniéndolo en tres displays

- Al ingresar dos números bcd se suman decenas con decenas unidades con unidades permitiendo hacer las decodificaciones necesarias para q el número no pase de 9 en un display

- La dulcificación de números decimales se logra sumando el numero 6 a cada número que se pase del valor base de 9

- Se presentaron varios inconvenientes que con esfuerzo y dedicación logramos solucionar, no fue fácil solo gracias al trabajo en equipo y a los conocimientos que vamos adquiriendo en el transcurso de nuestra etapa, fuimos identificando cada error que se nos presentó en el montaje.

- Se pudieron identificar diferentes alternativas de solucionar la visualización del sumador pero se pretendía lograr una visualización donde no tuviéramos que utilizar muchas compuertas y que economizar tiempo en el montaje, se realizaron diferentes tablas de verdad y mapas que nos redujeran al máximo las ecuaciones a utilizar se logró el objetivo y se trabajó el montaje expuesto anteriormente.

- Se debe tener cuidado con las salidas de voltaje de cada compuerta e identificar que este con su respectivo VCC (voltaje) y GND (tierra) teniendo en cuenta que en muchas ocasiones el error se produjo por la falta de alguno de estos dos elementos o no se encontraban en la posición correcta

6. EVALUACIÓN

Criterios de Evaluación

Apreciación del Docente

Estudiante A

Estudiante B

Estudiante C

a. Realiza el Trabajo de Forma ordenada

b. Delega funciones para la realización eficiente y eficaz de la práctica.

c. Aplica el conocimiento teórico y práctico.

d. Presenta actividades exploratorias y de aplicación de acuerdo a los parámetros establecidos por la Facultad. Incluye bibliografía.

e. Concluye y recomienda objetivamente.

Puntaje: Logrado 2 puntos. Falta práctica. 1 punto. No logrado 0.

Observaciones (Docentes):

7. BIBLIOGRAFÍA

Victor, N.P., Nagle, H.T. Carrol, B.D. e Irwin, D., Analisis y diseño de circuitos lógicos digitales. Prentice Hall, 1996.

Bignell, J.B., Donovan, R.L., Electrónica Digital. CECSA, 1997. Dorantes D.J., Manzano M., Sandoval G., Vásquez V., Automatización y Control Prácticas de Laboratorio.

Mc Graw Hill, 2004. Hojas técnicas y circuitos integrados (http://www.datasheetcatalog.net/es/)