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• Fabricio Veintimilla Bautista

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DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA CARRERA DE INGENIERÍA MECATRONICA ASIGNATURA: Circuitos Digitales NRC: 4946 Tema: Circuito Sumador, Restador y Sumador-Restador

NOMBRES: Fabricio Veintimilla Diego Vinueza Steev Vallejo

26 de noviembre del 2019 Sangolquí, Ecuador. I.

OBJETIVOS.

A. Objetivo general. Diseñar e implementar en Proteus un circuito sumador y un circuito restador de números de un dígito cada uno en binario. B. Objetivo específico.  

Diseñar, y simular un circuito sumador- restador de dos números de 1 digito cada uno, donde se represente al final el resultado y el signo en el caso de la resta. Aplicar e identificar el diseño y el funcionamiento de un convertidor de BCD a 7 segmentos de ánodo común para números de dos dígitos.

II.

INTRODUCCIÓN.

Dentro de la variada gama de circuitos digitales, tenemos los denominados circuitos aritméticos. Estos tienen como objetivo realizar operaciones aritméticas en formato binario o BCD, punto fijo o punto flotante. Dependiendo de la aplicación se utilizarán unos u otros.[CITATION Mec19 \l 12298 ] Los circuitos aritméticos son dispositivos MSI (Mid-scale integration) que pueden realizar operaciones aritméticas (suma, resta, multiplicación y división) con números binarios. De todos los dispositivos, nos centraremos en los comparadores de magnitud, detectores y generadores de paridad, sumadores, etc. [ CITATION Mec19 \l 12298 ] III.

MARCO TEORICO

A. Comparador Un circuito comparador compara dos entradas binarias (A y B de n bits) relación de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de "tres que corresponden a las relaciones A igual B, A mayor que B y A menor estas banderas se activara solo cuando la relación a la que corresponde decir, su salida será 1 y las otras dos producirán una salida igual a cero.

para indicar la banderas lógicas" que B. Cada una de sea verdadera, es

Ilustración 1. Esquema general comparador de 4 bits.

B. Sumador EL sumador es un circuito digital que realiza la adición de En muchas computadoras y otros tipos de procesadores se sumadores en las unidades aritméticas lógicas. También se en otras partes del procesador, donde se utilizan para calcular direcciones, índices de tablas, operadores de incremento y decremento y operaciones similares. Esto se representa en la ilustración 2.

números. utilizan utilizan

Ilustración 2. Diagrama sumador completo de 4 bits.

IV.

MATERIALES Y METODOS

A. Equipos, materiales y herramientas utilizadas        

V.

Circuito integrado multiplexor DM74LS153, DM74LS157, compuertas 74032, 7408, 7404 y 74HC86. Leds Resistencias. Cables jumpers Fuente de alimentación DC variable de 0-30v/3A Multímetro digital Protoboard El software Proteus versión 8.1

PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS

A. Sumador Diseñar un circuito Sumador de dos números de un digito cada uno, de 4 Bits en binario mediante la aplicación de circuitos aritméticos sumadores 74283. A continuación se muestra 3 ejemplos de suma binaria las cuales nos ayudaran para obtener las condiciones de diseño:

Ej. 1

Ej. 2

Ilustración 3. Ejemplo suma binaria A>B

Ilustración 4. Ejemplo Suma binaria A=B

Ej. 3

Ilustración 5. Ejemplo Binaria A=B

La ilustración 3 muestra un ejemplo de suma binaria de números de 1 digito, donde el resultado de la operación tiene 4 bits, y 1un bit de acarreo [0]. La ilustración 4 muestra una suma binaria donde A es igual a B, y el resultado se representa con 4 bits, hay un bit de acarreo [0] y se aplica un factor de corrección para la transformación a BCD. El resultado se representa en dos variables de 4 bits cada una, que nos ayudara a identificar el 1 y el 0. La ilustración 5 muestra una suma binaria donde A es igual a B, estas variables tomaran el valor máximo en BCD y el resultado se representa con 4 bits, hay un bit de acarreo [1] y se aplica un factor de corrección para la transformación a BCD de dos variables. El resultado se representa en dos variables de 4 bits cada una, que nos ayudara a identificar el 1 y el 8.

La ilustración 6 muestra el primer ingreso de variables al circuito, donde A y B representan los números a operar, tenemos R que es la operación realizada (A+B) y el acarreo C de ser necesario.

Ilustración 6. Diagrama 1 Sumador

La ilustración 7 representa una de las características de diseño que tenemos. Al estar trabajando con números BCD, estos deben ser menores o iguales a 9, por tanto es necesario condicionar el paso de la variable R, utilizando un comparador de magnitud.

La ilustración 8 muestra el bloque de salida del sumador donde la respuesta obtenida del primer bloque se le adiciona el acarreo obtenido

Ilustración 8. Diagrama 3 sumador

Basados en estos resultados analizados obtuvimos la siguiente simulación:

Ilustración 9. Diseño Circuito sumador de 4 bits en BCD

La ilustración 9 muestra el diseño del circuito sumador en BCD, tenemos los 4 bits para cada variable de entrada, es decir; A y B. Y en la salida los 4 BCD a 7 segmentos que representaran los valores obtenidos en la suma entre A y B.

B. Restador Diseñar un circuito Restador de 4 Bits en binario mediante la aplicación de circuitos aritméticos sumadores 7438. A continuación se muestra 3 ejemplos de resta binaria las cuales nos ayudaran para obtener las condiciones de diseño: Ej. 1

Ilustración 10. Ejemplo Resta binaria A>B

Ej. 2

Ej. 3

Ilustración 12. Ejemplo Resta Binaria A=B

Ilustración 11. Ejemplo Resta Binaria AB La operación a realizar es Resta, si se toman las variables de A y B a operar como: A=5 y B=3.

A0 =1 A1=0 A2=1 A3 =0

B0=1 B1=1 B2=0 B3=0

Ilustración 32. Primer caso circuito restador

La ilustración 32 muestra el primer caso del circuito restador donde A>B. A y B toman los valores de A= 1010 y B=1100, realizando la operación matemática A-B=5-3=2. En el resultado notamos el Display 7 seg. Donde se representa la respuesta obtenida sin signo. Caso 2: Resta y A