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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO FACULTAD DE INGENIERÍA

DISEÑO DIGITAL

PROYECTO

“SUMADOR-RESTADOR DE 7 BITS”

ALUMNOS: DE LA CRUZ TORRES DANIEL CASTAÑEDA MEDINA MARIA FERNANDA

PROFESORA: ESLAVA ARELLANES BEATRIZ

Objetivo Diseñar e implementar un sumador- restador con los conocimientos adquiridos en clase teórica y en laboratorio. En el cual con solo variar un selector se convierta en un sumador o en un restador. Este se puede implementar con compuertas básicas, semi-sumadores o sumadores completos. Introducción Un sumador es un sistema lógico combinacional que tiene como entradas dos vectores de n bits (A y B) y tiene como salida otro vector de n bits (S), cuyo valor corresponde a la suma aritmética binaria de los vectores de entrada. La existencia de una entrada y una salida de acarreo adicionales (Cin, Cout) permiten el encadenamiento de sumadores para poderlos hacer mas grandes los sumadores. Un sumador de un bit tendrá tres entradas, dos de ellas (ai, bi) que representan los dos bits a sumar y la tercera (Ci) es el acarreo procedente de la suma de los bits de peso inmediatamente inferior, y dos salidas (Si, Ci+1), siendo Si la suma binaria de los tres bits de entrada y Ci+1 el acarreo de la salida. La implementación de un sumador de n bits de acarreo tiene un inconveniente: la suma de cada par de bits se realizan de manera consecutiva, es decir, es necesario que se haya generado el acarreo de salida del primer sumador para que el segundo sumador pueda realizar la operación correctamente y generar su correspondiente acarreo de salida y así sucesivamente con cada sumador añadido en serie, por lo tanto se trata de una serie de sumas encadenadas que van acumulando retrasos, por lo que el tiempo que transcurre hasta que se genera la salida correcta es proporcional al número de bits a sumar. Existe una alternativa más conveniente denominada sumador de acarreo anticipado (carry lookahead adder) , este sumador genera todos los acarreos de forma simultanea . El sumador en paralelo utiliza n sumadores completos y se aplican simultáneamente todos los bits de entrada para producir la suma. Para lograr esto se tienen que conectar los sumadores en cascada, con la salida de acarreo conectada a la entrada de acarreo inicial del siguiente sumador. El acarreo de entrada de la posición menos significativa es 0 (cero), cada sumador completo recibe los bits correspondientes de A y B (nuestras entradas) y el acarreo de entrada, y genera el bit de suma (S) y el nuevo bit de acarreo de salida.

Sumador completo o Full Adder: Permite realizar la suma de tres bits simultáneamente. Obtiene como salida el bit de suma y el acarreo.

En el caso del restador se soluciona poniendo una entrada selectiva, al circuito en las entradas se le conecta a una compuerta XOR por cada entrada y la otra entrada faltante de la XOR va a ser tomada de la entrada selectiva.

Material      

Tableta protoboard 2 full adder de 4 bits 74LS83 2 XOR 74LS86 16 resistencias de 1 kΩ 8 resistencias de 330 Ω Cable

 2 deep switch  1 AND 74LS08

Desarrollo Sumadores binarios de 4 bits. El 74LS283 es un buen exponente de esta clase de dispositivos, siendo, en esencia, un sumador hexadecimal de 4 bits, Por lo tanto, acepta como entradas dos números de 4 bits de cada uno, A y B, y un bit de acarreo previo, CO. Los 4 bits correspondientes al número A se conectan a las entradas Al, A2, A3 y A4. Las cuatro entradas del dato B se conecta de manera similar. El sumador genera como resultado un número de 4 bits correspondientes a la suma de los dos datos, A y B, además de un bit de acarreo, C4.

Para llevar a cabo la operación de resta utilizamos el mismo circuito integrado descrito anteriormente. Con la ayuda de 4 compuertas XOR auxiliares, un circuito sumador que permita, según la posición de un conmutador de selección, ejecutar la suma o la resta de dos datos binarios de 4 bits cada uno.

Como tenemos que implementar un sumador de 7 bits podemos conectar dos 74LS283en cascada. Para esto basta simplemente con conectar la salida C4 del sumador de menor peso a la entrada CO del sumador siguente. Por ejemplo, en la figura se nos muestran dos 74LS283 conectados que forman un sumador de 8 bits.

Como nosotros necesitamos

uno de 7 bits sólo omitimos una entrada.

La implementación se realiza en 2 tablillas protoboard, por lo tanto, las tenemos que unir, con las realización de un patigrama se procede a implementarlo.

Conclusiones

En la implementación hay que tener los conceptos claros para poder implementar el sumador restador, ya que no es muy sencillo como un solo sumador o restador. Conocer el funcionamiento de sumadores y semisumadores para poder convertirlos en restadores. Para implementar este circuito se pudieron utilizar semisumadores o sumadores completos, en este caso utilizamos dos sumadores completos y gracias a las compuertas XOR éstos sumadores también pueden realizar restas binarias. Los sumadores – restadores son utilizados con frecuencia en diversos dispositivos, uno de ellos, por ejemplo; es en las computadoras digitales, para efectuar diversas tareas de proceso de información y entre ellas se encuentran operaciones aritméticas.

Bibliografía:

Ramon Alcubilla, Diseño Digital, una perspectiva VLSI-CMOS Morris Mano M., Diseño Digital Internet