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PRÁCTICA 3 VIRTUAL: Sistemas Combinacionales Brayan Mauricio Romero Guzmán

Introducción Para poder entender los conceptos sobre las funciones lógicas y su correcto funcionamiento realizaremos diseños de circuitos, para ellos usaremos unas herramientas muy útiles que son las compuertas lógicas. A través de diseños en VHDL y con ayuda de software especiales para poder simulemos que en nuestro caso puede ser EDA Playground o vivado y así ver el comportamiento de cada uno, de esta manera podemos observar la respuesta de cada circuito a los valores de las entradas. Objetivos Conocer y familiarizarse con los sistemas combinacionales, con sus métodos de diseño, implementación y optimización. Hacer uso de herramientas de simulación para probar o ajustar los diseños. Hacer uso de circuitos combinacionales comerciales y FGPA.

Materiales, equipos y herramientas La siguiente es la lista de materiales que se utilizan en el desarrollo de la práctica - Circuito decodificador cd4511 (Para display cátodo común) ó 7447 para ánodo común. - Resistores 1.0 kΩ y 2.2 kΩ, o cercano para limitación de corriente. - Diodos LED’s y 1 DipSwitch de 4 entradas. - Circuitos integrados varios de acuerdo con el diseño.

1. Diseñar un decodificador de BCD a 7 segmentos utilizando preferiblemente un display de cátodo común. Probar el diseño mediante una simulación en https://logic.ly. En el informe debe aparece una imagen del funcionamiento del decodificador para cada número en BCD, además del procedimiento de diseño de cada una de las funciones.

a A3A2\A1A0 00 01 11 00 1 0 1 01 0 1 1 11 X X X 10 1 1 X A=A1 + A3 + (A2ʘA0)

10 1 1 X X

d 00 1 0 X 1

01 0 1 X 0

11 1 0 X 0

10 1 1 X x

D= A2'A0'+A1A0'+A2'A1+A3A2+A2A1'A 0

b A3A2\A1A0 00 01 11 10 00 1 1 1 1 01 1 0 1 0 11 x x x X 10 1 1 x x B= A3+(A1ʘA0) +A3'A2' c A3A2\A1A0 00 01 11 00 1 1 1 01 1 1 1 11 X X X 10 1 1 X C=A3+A2+A1'+A0

A3A2\A1A0 00 01 11 10

10 0 1 X x

e A3A2\A1A0 00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 0 0 0 1 11 X X X X 10 1 0 X X E=A2'A0'+A3A2+A3A1+A1A0' f A3A2\A1A0 00 01 11 10 00 1 0 0 0 01 1 1 0 1 11 X X X X 10 1 1 X X F= A3+A1'A0+A2A0'+A2A1'

A3A2\A1A0 00 01 11 10

g 00 0 1 X 1

01 0 1 X 1

11 1 0 X X

10 1 1 X X

G=A3 + A2'A1 + A1A0' + A2A1'

2. Implementar el decodificador anterior pero ahora usando el circuito integrado cd4511, o 7447, y un display 7 segmentos. Este montaje debe hacerse en el protoboard virtual de www.thinkercad.com. Como evidencia en el informe debe aparecer diez fotos pequeñas mostrando cada uno de los números y el dipswitch.

Para el anterior montaje usamos el integrado CD4511, una fuente de 5v y resistencias de 1000Ω, para conectarlos a un visualizador de 7 segmentos y así obtener los 10 dígitos.

3. Hacer la implementación de cada una de las funciones del decodificador en VHDL y simularlo utilizando la herramienta EDAPlayground. En el informe debe presentar una imagen del resultado de la simulación, además del contenido de los archivos de diseño y de simulación.

Análisis 1. ¿Qué ajuste se debería hacer para implementar el decodificador cd4511 con un display de ánodo común? El ajuste necesario para que el decodificador CD4511 de ánodo común seria conectar el puerto a Vcc es el único cambio que debemos hacerle para que funcione.

CONCLUSIONES

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De acuerdo con lo anterior, concluimos que se puede llevar a cabo la observación, análisis y comprobación de resultados de los distintos ejercicios propuestos para este laboratorio por medio del software Vivado o EDA Playground, a su vez, comparamos los resultados obtenidos por medio del uso de tabla de verdad y mapa de Karnaugh, con los de las simulaciones obtenidas en EDA Playground y se determinó una coherencia en los resultados. Por último, nos dimos cuenta de que con la ayuda de Vivado se pueden simular distintos tipos de circuitos integrados apoyándonos en las tablas de verdad. El manejo de software es indispensable para esto ya que si no tenemos un buen manejo de software no podremos avanzar, también en las otras herramientas digitales como Tinkercad y logyc.ly ya que si llegamos a tener algún problema es muy difícil corregirlo.