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Practica Nº4

Multiplexores


 

OBJETIVO:

El estudiante al terminar esta práctica estará en capacidad de poder analizar y diseñar circuitos combinacionales Multiplexores  y  circuitos lógicos aritméticos.

 

PRELABORATORIO:

Antes de comenzar con las actividades de laboratorio, el estudiante debe tener resuelto en su cuaderno de practicas los siguientes tópicos:

1.      Defina los siguientes conceptos: Multiplexores, Comparadores, Convertidores de código discretos  MSI, Unidad Aritmética Lógica, Compuertas Universales.

2.      Identificar los pines y sus características principales de: 74LS157, 74LS153, 74LS151, 74LS83, 74LS85

3.      ¿Explique que significa el multiplexor como generador de funciones universal?

4.      Aplicaciones de funciones lógicas con Multiplexores.

5.      ¿Explique que son Matrices de puntos con diodos leds?

6.      Diseñar un circuito combinacional que permita a un técnico de luminotecnia encargarse de encender los focos de iluminación del escenario de un teatro. Para ello dispone de un con 4 interruptores de entrada I1, I2, I3, I4, y cuatro salidas R, V, A, B que encienden los correspondientes leds Rojo, Verde, Azul y Blanco. Las especificaciones son las siguientes:

·        Cuando esté el actor principal solo en el escenario debe activar únicamente dos interruptores cualesquiera que no sean consecutivos, de forma que se enciendan todas las luces mientras este actor se encuentre solo en el escenario.

·        Cuando suban los restantes actores debe haber  tres interruptores cualesquiera activados para que se encienda los led Roja, Verde y Azul.

·        Si todos los interruptores están apagados o si se activan sólo dos interruptores consecutivos, todos leds están apagados.

·        Cuando el escenario se quede sin actores, entre actos o antes de empezar la obra, debe encenderse sólo la luz roja, para lo cual es necesario tener sólo un interruptor activado, el que sea.

·        Cuando finalice la obra y salgan todos los actores a saludar al público, deben encender todos los focos excepto el rojo. Para ello deberán estar todos los interruptores activados.

Se pide diseñar el circuito combinacional, escribiendo previamente la tabla de verdad y llevar a cabo la implementación usando:

·        Sólo puertas NOR para la función V

·        Sólo puertas NAND para la función A

·        Un MUX 4x1 y las puertas necesarias para la función R, usando I1 e I2 como señales de control, de las que I1 es la más significativa

·        Un DEC 4X16 para la función B

NOTA: las funciones en a) y b) deben utilizar el mínimo número de puertas posible.

7.      Diseñar una Unidad Aritmético Lógica con las siguientes características: las entradas serán dos números A (a1,a0) y B (b1,b0) de 2 bits cada uno. Las salidas serán 4 líneas S3, S2, S1, S0 más dos líneas adicionales F1 y F0. El funcionamiento es: Si, en las líneas S3, S2, S1, S0 estará el producto aritmético de A y B, siendo F1=1 y F0=0. Si  la salida será igual que en el caso anterior salvo que F1=0. Si , , , , y, siendo F1=0 y F0=1. (“+” es la suma lógica, “·” es el producto lógico).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

  

·        Encontrar la tabla de verdad que resuelve el problema           

·        Implementar las funciones con los elementos solicitados:

a)     F1 usando sólo puertas NAND.

b)     F0 como suma de productos.

c)      S3 usando sólo puertas NOR.

d)     S2 como producto de sumas.

e)     S1 con un DEC 4x16 con salidas activas a nivel alto.

f)        S0 con un MUX 8x1.

g)     Contenido del bloque M sabiendo que el número se debe ver cuando la operación realizada haya sido una multiplicación aritmética, siendo E la señal de habilitación, activa a nivel bajo.

8.      Se desea diseñar un sistema de detección de incendios para un edificio de 2 plantas. Cada planta dispone de 1 pulsador de alarma (P1 para la planta 1 y P2 para la segunda). Además, desde el centro de control puede activarse una señal de inhibición para cada planta (I1 e I2) una vez que se tiene conocimiento de la alarma. Como respuesta a la pulsación, el sistema generará 3 salidas: dos para indicar en qué piso se activó un pulsador (A1 y A2) y una tercera de alarma general (A). El mecanismo detallado de funcionamiento del sistema será el siguiente:

·        Si se activa el pulsador de un piso se activará la señal de alarma de dicho piso.

·        Si la señal de inhibición de un piso determinado está a ‘1’ no se debe activar la alarma de ese piso.

·        Si se produce alarma en cualquier piso debe activarse la señal A de alarma general.

Se pide:

·        Completar la tabla de verdad.

·        Implementar la salida A en forma de producto de sumas.

·        Implementar la salida A2 mediante un decodificador activo a nivel alto.

·        Implementar la salida A1 mediante un multiplexor 4x1 más la lógica combinacional necesaria, teniendo en cuenta que las señales de control deben ser I1 e I2.

9.      Diseñar un circuito combinacional de la siguiente Figura que regule las luces de dos semáforos de tráfico colocados en un carretera en obras. El funcionamiento es el siguiente:

·        Cuando los operarios abandonan la obra, dejan el interruptor E=0 y el interruptor F indiferente, y se quedan encendidas los led de los semáforos de forma intermitente, si bien las funciones M1 y M2 están permanentemente a 1.

·        Cuando los operarios regulan el tráfico manualmente, ponen E=1 y

·        Para dar paso a los vehículos que se encuentran el semáforo 1 ponen F=0.

·        Para dar paso a los vehículos que se encuentran el semáforo 2 ponen F=1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 Se pide:

 

o       Tabla de verdad

o       ¿Qué relación hay entre los led de los semáforos y las salidas M1 y M2 del circuito combinacional?

o       ¿Cuántas funciones booleanas realmente distintas hay en el problema?

o       Implementar las funciones que haya usando sólo puertas lógicas.

o       Implementar las funciones que haya usando decodificadores con salidas activas a nivel alto

o       Implementar las funciones que haya usando decodificadores con salidas activas a nivel bajo

o       Implementar las funciones que haya usando multiplexores con 1 línea de selección y conectando la entrada E a dicha línea de selección

o       Implementar las funciones que haya usando multiplexores con 1 línea de selección y conectando la entrada F a dicha línea de selección

ACTIVIDADES DE LABORATORIO

1.      Montar el circuito de la siguiente Figura

2.      Realizar una tabla de la verdad con todas las combinaciones posibles de entrada por los selectores de datos a, b y c.

3.      Diseñar las conexiones para que el mismo multiplexor realice la funcion f1 = Desarrollar la tabla de la verdad del circuito.

4.      Rediseñar el montaje anterior para que posea cuatro (4) selectores de datos a

b, c y d y a su vez nos permita obtener la funcion f2=  

 

5.      Realizar una tabla de la verdad con todas las combinaciones posibles de entrada por los selectores de datos a, b, c y d.

 

6.      Montar el circuito de la siguiente Figura.

 

 

  1. Generar una señal cuadrada de 0 a 5 V que introducirá por la entrada de selección de datos.
  2. Indicar a que frecuencia los displays no muestran ningún tipo de parpadeo (frecuencia nominal de trabajo) y el rango de frecuencia máximo y mínimo de funcionamiento.
  3. Comprobar su funcionamiento adecuado para varias combinaciones de números en BCD.

 

POST-LABORATORIO

 

  1. Monte el circuito del pre-laboratorio que el docente le indico en laboratorio y traerlo para próxima practica.
  2. Realice las conclusiones y recomendaciones de la practica de la practica