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TEMA: REGISTROS PROFESOR: UTRILLA SALAZAR DARIO INTRODUCCION LO QUE SE HARA EN EL LANORATORIO 3 SERA EL USO ADECUADO DE LOS INTEGRADOS Y LOS REGISTROS QUE NOS DARAN BDC ESPECIFICOS OBJETIVOS:   

Implementar circuitos básicos con IC TTL y CMOS Adquirir destreza para el montaje y cableado de circuitos digitales en el prothoboard.y/o en circuito impreso. Que el estudiante aprenda utilizar los principios básicos para el análisis de circuitos digitales secuenciales mediante simuladores y que tenga la capacidad de realizar la detección de fallos, corregirlos y comprobar su buen funcionamiento.

RESUMEN El laboratorio 3 consta de 4 implementación y lo resto son preguntas derivados de las implementaciones como por ejemplo los registro tipo siso, sipo y registos tipo asíncronos de 4 bit de salida. LISTADO DE MATERIALES      

Prothoboard y pulsador Cables de conexión Manuales técnicos Resistencias de diversos valores (100Kohm, 120 Kohm) Diodos LED´s. Circuitos Integrados IC 555, TTL : 74LS76, 74LS74, CMOS : CD 4047B

otro adyacente

Figura 1 Si inicialmente en la in del primer flipflop se encuntran en “0” e ingresamos un “1”ese numero se irá registrando en las salidas de cada flipflop, esto ocurre a medida que el pulso de reloj se pone en

el

flanco

Figura 2

Figura 4 Así sucesivamente hasta obtener en todas las salidas ese bit registrado:

ascendente.

TABLA DE ESTADOS las formas de onda de las salidas de cada flipflop, donde se observa el desplazamiento de los datos de izquierda a derecha.

figura 6

Los registros se clasifican en: Serie-Serie: sólo la entrada del primer flip-flop y la salida del último son accesibles externamente. Se emplean como líneas de retardo digitales y en tareas de sincronización. Paralelo-Serie: son accesibles las entradas de todos los flip-flops, pero sólo la salida del último. Normalmente también existe una entrada serie, que sólo altera el contenido del primer flip-flop, pudiendo funcionar como los del grupo anterior. Este tipo y el siguiente se emplean para convertir datos serie en paralelo y viceversa. Serie-Paralelo: son accesibles las salidas de todos los flip-flops, pero sólo la entrada del primero. Este tipo y el anterior se emplean para convertir datos serie en paralelo y viceversa, por ejemplo

Registro de desplazamiento: Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es decir, que los valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores) consistente en una serie de biestables, generalmente de tipo D, conectados en cascada, que basculan de forma sincrónica con la misma señal de reloj. Según las conexiones entre los biestables, se tiene un desplazamiento a la izquierda o a la derecha de la información almacenada. Es de señalar que un desplazamiento a la izquierda de un conjunto de bits, multiplica por 2, mientras que uno a la derecha, divide entre 2. Existen registros de desplazamiento bidireccionales, que pueden funcionar en ambos sentidos. Los registros universales, además de bidireccionales permiten la carga en paralelo

Fig.2: Registro de desplazamiento

Sus aplicaciones son las siguientes: Generador pseudoaleatorio: Se construye con un registro de desplazamiento, realimentando a la entrada una combinación de varias salidas, normalmente un or exclusivo entre ellas. Multiplicador serie: Se realiza la multiplicación mediante sumas y desplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384.

Registro de aproximaciones sucesivas: Se usa en conversores A/D. Se van calculando los bits sucesivamente, empezando por el más significativo. Mediante un conversor DAC se compara la entrada analógica con los resultados parciales, generando el siguiente bit. Retardo: Se pueden utilizar para retardar un bit un número entero de ciclos de reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada, tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).  Registro de almacenamiento: Éste tipo de registro tiene un diseño similar al registro de desplazamiento, sólo que en éste caso las entradas y salidas asíncronas son independientes para cada flip flop que compone el registro.

Fig.3: Registro de almacenamiento  Registro universal: Dispone de un registro de desplazamiento, que permite carga serie, carga paralela, desplazamiento a izquierda y a derecha mediante el uso de unas señales de control. Para seleccionar el modo de funcionamiento, dispone de dos líneas de control que van conectadas a un multiplexor, éstas líneas de control seleccionan la forma de conectar los biestables y así funcionar de una forma u otra. Sus aplicaciones son principalmente en circuitos donde se necesiten almacenar información de forma temporal como por ejemplo en las operaciones de escritura y lectura de las memorias realizado por los microprocesadores.

Fig.4: Registro universal  Registro direccionable: Éste registro sirve únicamente para modificar el desplazamiento de la información o datos.

1. De los manuales técnicos obtener los IC TTL y CMOS que cumplen con las funciones de registros: De desplazamiento, almacenamiento,

universal, direccionable, analice brevemente su tabla de verdad, diagrama de tiempo. Y funcionamiento. a) Registro de almacenamiento con biestables por latch (7475 y 7477)

Figura N°5

a) Registro entrada serie/salida paralelo (74164 CMOS)

Figura N°6

b) Registro entrada paralelo salida/serie (7494)

Figura N°7

2. Cuál es la diferencia entre un registro de desplazamiento y un registro de almacenamiento; así como la diferencia entre un registro universal y un registro direccionable.; muestre circuitos prácticos para explicarlos. La diferencia entre un registro de almacenamiento y desplazamiento es principalmente en la conexión de las entradas y salidas y de los flip flops que los componen. En el registro de almacenamiento las entradas y salidas asíncronas son independientes para cada flip flop mientras que en el de desplazamiento están conectadas entre sí en serie o cascada. La diferencia entre un registro universal y un registro direccional es que el primero se puede modificar para que se funcione como cualquier tipo de registro de desplazamiento, como carga paralela o como memoria y el segundo solo sirve para modificar el desplazamiento de los datos.

3. Analice el funcionamiento de los IC´s. 74LS75, 7491, 74164, 74LS165, 74194, 74273, 74373, 74374, 74377; investigar sus características, especificaciones técnicas. Analice circuitos prácticos con registros.  74LS75: Es un circuito integrado compuesto por 4 latch tipo D, su funcionamiento es el de un registro de 4 bits del tipo asíncrono pues se activa con un enable y muestra los datos

de entrada y salida. Existe otro circuito integrado CMOS 4042 que tiene igualmente cuatro cerrojos tipo D.

Fig.10: 74LS75

 7491: Es un circuito integrado que funciona como registro de desplazamiento de 8 bits. Cuenta con 14 pines, siendo del tipo SISO. Se halla en la gama de los TTL y se compone por 8 flip flops del tipo SR.

Fig.11: 7491  74164: Es un circuito integrado cuyo funcionamiento radica en su uso como registro que procesa 8 bits con entrada en paralelo y salida enserie; se encuentra compuesto por flip flop tipo JK.

Fig.12: 74164  74LS165: Es un circuito integrado que funciona como un registro de desplazamiento de 8 bits. Las entradas son del tipo paralelo y salida serie; también admite una entrada opcional serie. Está compuesto por flip flops de tipo JK.

Fig.13: 74165

 74194: Es un circuito integrado que posee 4 bits entradas de manera paralela y salida de desplazamiento bidireccional. Cumple la función de registro, conocido como registro universal pues cuenta con una entrada de desplazamiento izquierdo y a su vez derecho como lo mencionamos anteriormente (bidireccional).

Fig.14: 74194  74273: Es un circuito integrado compuesto por 8 flip flop tipo D. Funciona como un registro paralelo de 8 bits con una entrada de reloj y una entrada de master reset, esta configuración hace que sea ideal para aplicaciones en las computadoras, que opera con o bits que corresponden a un byte. La frecuencia máxima de operación de los circuitos integrados de este tipo de numero normal es de 30 Mhz común consumo de 62 mA cada uno.

Fig.15: 74273

 74373: Es un circuito integrado importante ya que es compatible con circuito de puertas paralelos de los ordenadores y por lo tanto pueden ser excitados directamente por los niveles de la lógica en un PC. Funciona como registro que contiene 8 latch con salida tri-estado (transparente). Se puede utilizar para trabajar con un byte de

longitud, sin problemas. La frecuencia máxima de operación de este circuito es de 50 Mhz con un consumo de 24 mA.

Fig.16: 74373  74374: Es un integrado TTL formado por 8 flip flops tipo D, contando con 20 pines. La frecuencia máxima de funcionamiento de este chipes de 50 Mhz con un consumo de energía de 27 mA. Funciona de la siguiente manera: este CI cuenta con 3 estados para la activación de los flip flops que lo conforman, con ello forma un registro de almacenamiento con 8 bits, su activación se da con una señal de reloj.

Fig.17: 74374

 74377: Es un circuito integrado compuesto por 8 flip flops tipo D con habilitador (enable). Son similares a los 74273, poseen un amplio rango de voltaje operativo de 2V a 6V.

Fig.18: 74377