módulos combinacionales básicos
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Tema 7. Módulos combinacionales básicos. ¿Qué sabrás al final del capítulo?. Funcionamiento de los módulos combinacionales básicos: Codificadores Decodificadores Multiplexores Demultiplexores Implementación de funciones booleanas mediante módulos combinacionales - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
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Módulos combinacionales básicos
Tema 7
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¿Qué sabrás al final del capítulo?
Funcionamiento de los módulos combinacionales básicos:– Codificadores– Decodificadores– Multiplexores– Demultiplexores
Implementación de funciones booleanas mediante módulos combinacionales
Redes de módulos combinacionales
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Módulos combinacionales básicosMSI (Medium Scale of Integration)
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Módulos combinacionales básicos
Bloques funcionales más complejos que las puertas lógicas que realizan una función determinada
Podemos obtenerlos a partir de puertas lógicas básicas Se pueden utilizar para la implementación de funciones
booleanas MSI, circuitos entre 10 y 100 puertas Pueden disponer de señales de control para controlar su
funcionamiento Tipos:
– codificador– decodificador– multiplexor– demultiplexor
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Codificador Codificador binario – Dispone de 2n entradas y n salidas: COD
2nxn– La salida proporciona el código binario del
canal de entrada activado.
• Entrada activa a nivel alto: entra un 1 y el resto son 0’s
• Salida activa a nivel alto: proporciona el código binario de la entrada a 1.
• Entrada activa a nivel bajo: entra un 0 y el resto son 1’s
• Salida activa a nivel bajo: proporciona el código binario invertido de la entrada a 0
EN
TR
AD
AS
SA
LID
AS
ENTRADA DE ACTIVACION(ENABLE)
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Codificador
Implementación con puertas lógicas
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 X Y Z
1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 1 0 0 0 0 0 0 0 0 10 0 1 0 0 0 0 0 0 1 00 0 0 1 0 0 0 0 0 1 10 0 0 0 1 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 1 0 0 1 0 10 0 0 0 0 0 1 0 1 1 00 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1
4 5 6 7X = D + D + D + D
2 3 6 7Y = D + D + D + D
1 3 5 7Z = D + D + D + D
Codificador con entrada y salida activa a nivel alto
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Codificador Problemas:
– ¿cuál sería la salida del codificador si se activan 2 entradas simultáneamente?
p. ej: COD(0,1,0,0,1,0,0,0) según las expresiones de X, Y, Z, sería XYZ=101, pero D5=0
– ¿cuál sería la salida si no se activa ninguna entrada? COD(0,0,0,0,0,0,0,0) daría XYZ=000 , pero D0 = 0
00010010
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Codificador
Soluciones– Se introduce una señal de activación (enable) que permite activar o
desactivar al codificador– Se realiza una priorización de las entradas. En caso de activación
simultánea por dos o más canales de entrada se toma la más prioritaria (normalmente la de mayor peso)
D0D1D2D3D4D5D6D7
8
8
Circuitode
Prioridad
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Codificador
Codificador BCD– Ejemplo: TTL 74147 . Conversor 9 entradas a código BCD (binary
coded decimal)– ¡¡OJO!! entradas y salidas activas a nivel bajo
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Codificadores
Aplicación: – Teclado simple
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Decodificador
Decodificador binario: DEC n x 2n
– Función inversa al codificador– n entradas y 2n salidas– Transforma el código binario de entrada en la activación
de la salida cuyo número de orden coincide con el código
EN
TR
AD
AS
SA
LID
AS
ENTRADA DE ACTIVACION
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Decodificador
E A1 A0 D0 D1 D2 D3
1 0 0 1 0 0 01 0 1 0 1 0 01 1 0 0 0 1 01 1 1 0 0 0 10 X X 0 0 0 0
DEC 2 x 4. Entradas activas a nivel alto y salidas activas a nivel alto
Implementación con puertas lógicas
A0
A1
D0
D1
D2
D3E
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Decodificador
E A1 A0 D0 D1 D2 D3
0 0 0 0 1 1 10 0 1 1 0 1 10 1 0 1 1 0 10 1 1 1 1 1 01 X X 1 1 1 1
DEC 2 x 4. Entradas activas a nivel alto y salidas activas a nivel bajo con Enable invertido
Implementación con puertas lógicasE
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Decodificador
Ejemplo: TTL 74139 – 2 decodificadores en un integrado– Entradas activas a nivel alto y salidas activas a nivel bajo – Señal de activación “Enable”, activa a nivel bajo
1er. codificador
2do. codificador
Enable
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Decodificador
BCD a 7 segmentos:
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Multiplexor Dispone de 2n entradas, n señales de control y una
salida: MUX 2n x 1 Su función es seleccionar la entrada indicada por
las señales de control
EN
TR
AD
AS
EN
TR
AD
AS
SA
LID
A
SA
LID
A
CONTROL CONTROL
ENTRADA DE ACTIVACION
ENTRADA DE ACTIVACION
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Multiplexor
C1 C0 E3 E2 E1 E0 S
0 0 X X X F F0 1 X X F X F1 0 X F X X F1 1 F X X X F
Implementación con puertas lógicas
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Multiplexor
Ejemplo: TTL 74151
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Demultiplexor Dispone de 1 una entrada, 2n salidas y n líneas de selección Su función es enviar el valor presente a la entrada a uno de
los canales de salida utilizando las líneas de selección. Por lo tanto realiza la función inversa del multiplexor.
En su implementación es muy parecido a un DEC nx2n
EN
TR
AD
A
SA
LID
AS
CONTROL
EN
TR
AD
AS
SA
LID
AS
ENTRADA DE ACTIVACION
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Demultiplexor
S1 S0 E D0 D1 D2 D3
0 0 K K 0 0 0
0 1 K 0 K 0 0
1 0 K 0 0 K 0
1 1 K 0 0 0 K
Implementación con puertas lógicas
S1 S0 E
D0
D1
D2
D3
Demultiplexor con salida activa a nivel alto
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Demultiplexor
S1 S0 E D0 D1 D2 D3
0 0 K K 1 1 1
0 1 K 1 K 1 1
1 0 K 1 1 K 1
1 1 K 1 1 1 K
Implementación con puertas lógicas
S1 S0 E
D0
D1
D2
D3
Demultiplexor con salida activa a nivel bajo y entrada activa a nivel bajo
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Implementación de funciones con módulos combinacionales
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Implementación de funciones: con decodificadores (I)
A B C F
0 0 0 10 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 1
DEC3x8
CBA
0
1
2
0
1
2
3
4
5
6
7
F
Se necesitan puertas de tantas entradas como 1’s hay
Salidas activas a nivel alto => generador de minitérminos Suma de productos = suma de minitérminos
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• Si una función tiene muchos 1’s, es preferible implementar la función complementaria, que tendrá pocos 1’s, y finalmente complementar la complementaria.
• En la práctica esto equivale a coger un puerta NOR (OR seguida de inversor) con los 0’s
Implementación de funciones: con decodificadores (II)
1’s f
f’0’s
f f0’s
OR
NOR
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Implementación de funciones: con decodificadores (III) Salidas activas a nivel bajo => generador de maxitérminos Producto de sumas = producto de maxitérminos
A B C F
0 0 0 10 0 1 00 1 0 10 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 11 1 1 1
DEC3x8
CBA
0
1
2
0
1
2
3
4
5
6
7
F0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1
1
1
0
1111
0 1
1101
1
1
1
0
1
1
1
1
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Implementación de funciones: con decodificadores (IV)
• Si una función tiene muchos 1’s, es preferible implementar la función complementaria, que tendrá pocos 1’s, y finalmente complementar la complementaria.
• En la práctica equivale a coger un puerta AND (NAND seguida de inversor) con los 0’s
1’s f
f’0’s
f f0’s
NAND
AND
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Implementación de funciones: con multiplexores
8:1 MUX
1 0 1 0 0 0 1 1
0 1 2 3 4 5 6 7 S2 S1 S0
A B C
F
S1 S0
A B
4:1 MUX
0 1 2 3
C
C01
F
A 0 0 0 0 1 1 1 1
B 0 0 1 1 0 0 1 1
C 0 1 0 1 0 1 0 1
F 1 0 1 0 0 0 1 1
C
C
0
1
F(A,B,C) = m0 + m2 + m6 + m7
¡¡¡ojo con el orden de las variables!!!
nº variables = señales de control
nº variables > señales de control
Caso 1
Con un único Mux 8x1
Con un único Mux 4x1
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A B C D F
0 0 0 0 1
0 0 0 1 1
0 0 1 0 0
0 0 1 1 1
0 1 0 0 1
0 1 0 1 1
0 1 1 0 0
0 1 1 1 0
1 0 0 0 0
1 0 0 1 0
1 0 1 0 0
1 0 1 1 1
1 1 0 0 1
1 1 0 1 0
1 1 1 0 1
1 1 1 1 0
B=0, C=0
A D E0
0 0 1
0 1 1
1 0 0
1 1 0
B=0, C=1
A D E1
0 0 0
0 1 1
1 0 0
1 1 1
B=1, C=0
A D E2
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
B=1, C=1
A D E3
0 0 0
0 1 0
1 0 1
1 1 0
Caso 2 Implementar F con un único Mux 4x1
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Redes de módulos combinacionales
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Redes modulares: Codificadores
Codificador 8x3 a partir de dos 4x2– S es una salida de control que se activa cuando se usa un
determinado COD 4x2 más uno 2x1
![Page 31: Módulos combinacionales básicos](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081418/56813167550346895d97dbea/html5/thumbnails/31.jpg)
Redes modulares: Decodificadores
Decodificador 3x8 a partir de decodificadores 2x4
D0D1D2D3
DEC2x4
A0A1
A2
D4D5D6D7
DEC2x4
E
E
0
1
2
3
0
1
2
3
0
1
0
1
![Page 32: Módulos combinacionales básicos](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081418/56813167550346895d97dbea/html5/thumbnails/32.jpg)
Decodificador 4x16 a partir de decodificadores 2x4
![Page 33: Módulos combinacionales básicos](https://reader035.vdocuments.site/reader035/viewer/2022081418/56813167550346895d97dbea/html5/thumbnails/33.jpg)
Redes Modulares: Multiplexores
4:1 mux
4:1 mux
8:1 mux
2:1 mux
0 1 2 3
0 1 2 3
S
S 1 S 0
S 1 S 0
Z
A C B
I 0
I 1
I 2
I 3
I 4
I 5
I 6 I 7
0
1
Multiplexor 8x1 a partir de multiplexores 4x1 y 2x1– v1: 2 MUX 4x1 / 1 MUX 2x1– v2:1 MUX 4x1 / 2 MUX 2x1
0
1 S
0
1 S
0
1 S
0
1 S
0
1
S0
2
3 S1
C
A B
I 0
I 1
I 2
I 3
I 4
I 5
I 6
I 7
C
C
C
Z
Z(A,B,C)
MUX4x1
MUX4x1
MUX2x1
MUX2x1
MUX2x1
MUX2x1
MUX2x1
MUX4x1
B C A
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Z(A3,A2,A1,A0)
Multiplexor 16x1 a partir de multiplexores 4x1
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Redes modulares: DEC y MUX
Z(A3,A2,A1,A0)
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Final del Tema 7