Un circuito decodificador activa una y solo una de 2n salidas disponibles, de acuerdo al valor que tome una entrada de n bits. Normalmente, las salidas de éstos dispositivos se encuentran en "1" y se activan llevando la salida correspondiente a "0". Por lo tanto, estos dispositivos poseen n entradas y 2n salidas.
Ver figura 1.1.
Figura 1.1.Decodificador de n entradas y circuito equivalente para dos entradas
Decodificador click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/Decodificador.htm
Las salidas del decodificador binario corresponden, cada una, a un mintérmino de n variables. Por lo tanto, cualquier función se puede representar como la suma de mintérminos.
Ejemplo 1.1.- Implemente la función
La salida se valida si las entradas A, B y C tienen cualquiera de los siguientes valores: 0, 3, 5 ó 7.
Ver figura 1.2.
Figura 1.2.- Funciones combinatorias realizadas con decodificadores
La gran aplicación de los decodificadores la encontramos en los sistemas de decodificación de direcciones de memoria y de circuitos de entrada y salida donde es necesario que uno y solo uno de los dispositivos utilizados (memoria ó entrada/salida) esté activo a través de una dirección única mientras que los restantes conectados al mismo punto (bus) permanecen "desconectados".
Se describen a continuación algunos circuitos integrados decodificadores de la serie 74 LS con sus características de funcionamiento más importantes:
Los circuitos decodificadores pueden conectarse en cascada de la forma mostrada en el ejemplo 2.
Circuito 74LS138 Click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/138.htm
Ejemplo 1.2.- Diseñe un decodificador de 16 líneas utilizando decodificadores de 4 líneas. El diseño es mostrado en la figura 1.3.
Figura 1.3.- Decodificadores en cascada.
Un circuito demultiplexor toma una señal de entrada y la enruta a una de las varias salidas definida por las entradas de selección del dispositivo.
Una de las entradas de habilitación puede ser usada como una línea de dato en aplicaciones como demultiplexor. Verifíquelo.
Ejercicio 1.1: Diseñe un decodificador de 4 a 16 líneas con decodificadores de 3 a 8.
Ejercicio 1.2: Diseñe un decodificador de 5 a 32 líneas.
La interfase entre un sistema digital y el usuario se realiza a través de dispositivos que presentan los dígitos decimales y otros caracteres adicionales (10,11,12,13,14,15). La base de éstos es el LED ( Light Diode Emitter ), el cual emite energía en el rango de luz visible ó infrarrojo cuando es polarizado en forma directa ( positivo al ánodo, negativo al cátodo) y la intensidad depende de la corriente que circula a través de él. Si arreglamos 7 Leds en la forma mostrada en la figura 1.4, tenemos una interfase capaz de visualizar cualquiera de los dígitos mostrados en la figura 1.5.
Figura 1.4.- Visualizador de 7 segmentos
Estos 7 Leds pueden arreglarse de dos formas: ánodo común y cátodo común.
En el primero los ánodos de los 7 segmentos son comunes y van conectados a la fuente de alimentación +V Voltios. Para hacer prender cualquiera de ellos basta con colocar en su respectivo terminal de cátodo un cero lógico.
En el segundo los cátodos van al mismo punto común y a tierra 0 Voltios y para encender uno de los segmentos se debe colocar un "1" en su terminal de ánodo.
Figura 1.5.- Designación numérica y visualización resultante
Para manejar los visualizadores de 7 segmentos de ánodo común y cátodo común se necesitan dos tipos de decodificadores, en el caso de TTL: el 74LS 47 y 74LS48, respectivamente, en los cuales las salidas, normalmente a "1", se van a activar con un "0" para hacer encender el Led respectivo para el primer caso y, todo lo contrario para el segundo caso.
Adicionalmente a la decodificación BCD a 7 segmentos éstos circuitos poseen 3 funciones para el manejo de sistemas de visualización:
LT : Lamp Test. Al activar ésta entrada todos los segmentos se activan mostrando un 8.
RBI : Ripple Blanking Input. Permite el borrado de los "0" a la izquierda de la cifra más significativa a través de conexiones en cascada.
BO : Blanking Output. Apaga completamente el visualizador sin importar el número que tenga a su entrada.
En la figura 1.6 se muestra la conexión típica de un sistema de visualización de 7 segmentos, donde los valores de las resistencias son calculados de acuerdo al valor de la corriente que se va a suministrar a cada segmento (intensidad luminosa).
Figura 1.6.- Conexión de un sistema de visualización de 7 segmentos
Llamados multiplexores, selectores de datos ó Mux éstos circuitos permiten seleccionar el paso de una de n señales de entrada. El equivalente mecánico que describe muy bien éste comportamiento: es el suiche de varias posiciones, tal como se muestra en la figura 1.7, en donde cada posición es escogida mediante un número binario de n bits.
El circuito equivalente de un multiplexor de 2 a 1 líneas es mostrado en la figura 1.7 d)
Figura 1.7.- Selectores de : a) 2 a 1 líneas , b) 4 a 1 líneas, c) 8 a 1 líneas, d) circuito equivalente
Mux Click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/Multiplexor.htm
Seleccionador Click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/Selector.htm
Se describen a continuación algunas características de funcionamiento más importantes de los circuitos integrados multiplexores de la serie 74 LS:
74LS157 Click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/157.htm
Como generador de funciones el mux permite fácilmente implementarlas colocando cada una de las entradas en el valor de salida que corresponda a cada mintérmino. Veamos el siguiente ejemplo mostrado en la figura 3.8 implementado con un multiplexor 74151 de 8 a 1 líneas.
Ejemplo 1.3.- Mediante multiplexores implemente la función
Cada una de los valores de entradas para los que la salida se valida, son llevados a 1 logico y los restantes a 0 logico, tal como se muestra en la figura 1.8
Figura 1.8.- El multiplexor como generador de funciones
Ejemplo 1.4.- Utilizando multiplexores 74LS151 ( 1 de 8) implemente la función
La función puede ser tabulada como se muestra en la figura 1.9. El circuito es mostrado en misma figura.
Figura 1.9.- Generador de funciones (4 variables) con multiplexores 74151
Ejemplo 1.5.- Diseñe multiplexores en cascada. La solución es mostrada en la figura 1.10.
Figura 1.10.- Multiplexores en cascada.
Estos circuitos asignan un código binario único para cada una de las señales de entrada del dispositivo. Las salidas deben satisfacer que 2s >= n, donde n es el número de entradas.
Codificador de prioridad: Este circuito muestra el equivalente en 3 bits del valor de la línea de entrada de más alta prioridad (la entrada I7). La mayor aplicación de este circuito es en las solicitudes de interrupción que se hacen a un dispositivo microprocesador.
75LS148 Click http://portales.puj.edu.co/objetosdeaprendizaje/Online/OA06/paginas/animaciones/148.htm
Estos circuitos permiten la comparación en magnitud de dos números de n bits, con la posibilidad de tener conexiones en cascada para efectuar comparaciones más grandes . Adicional a las entradas de los dos números de 4 bits el integrado 74 LS 85 posee otras tres marcadas como A>B, A<B y A=B que pueden ser conectadas desde las salidas correspondientes de la siguiente etapa que maneja los bits menos significativos para realizar comparaciones de números de 8, 12, 16 bits.
alguno me podría ayudar con la conexión de un sumador completo pero que no tenga compuerta exor y que pueda visualizar la suma en los respectivos 7 segmentos
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