Circuitos combinacionales, Apuntes de Informática

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Circuitos

combinacionales

© Luis Entrena, Celia López,Mario García, Enrique San Millán

Universidad Carlos III de Madrid

Circuitos combinacionales ysecuenciales
^ Combinacionales:

-^ Salida depende sólo dela entrada •^ Ejemplo: sumador de dos^ operandos

A^ B^ +

operandos
^ Secuenciales:

-^ Salida depende de lasentradas y del estado •^ Ejemplo: sumadoracumulador

S=A+B A + Reg. Acum. S=S+A

1. Codificadores
   ^ Definición: -^ Circuito combinacionalque permite transformarun nivel activo en una de^ sus entradas en un valor

E0 E1 E ‘0’‘0’ ‘0’

sus entradas en un valor codificado
^ Ejemplo: tecladonumérico

-^ Entradas: dígitos 0-9 •^ Salidas: codificaciónbinaria (4 bits)

E2 E3 E4 E5 E6 E7 E8 E

S3 S2 S1 S

‘0’ ‘0’‘0’ ‘1’ ‘0’‘0’‘0’‘0’

‘0’‘1’‘0’‘1’

Activar E5 => S=“0101” (=5)

Codificadores sin prioridad
^ Características

-^ Suponen que sólo una entrada puede estar activa •^ Si se activan varias entradas a la vez, la salida puede sererrónea.
^ Funciones lógicas

Entrada

S

3 S^2 S^1

S^0

^ Funciones lógicas

-^ S

3 =E^8

+E^9

-^ S

2 =E^4

+E^5 +E

6 +E^7

-^ S

1 =E^2

+E^3 +E

6 +E^7

-^ S

0 =E^1

+E^3 +E

5 +E^7

+E^9

^ Problemas:

-^ E1 y E4 activas dan resultado 5 •^ Ninguna entrada activa da resultado 0

Entrada^ activa

S

3 S^2 S^1

S^0

E^0

E^1

E^2

E^3

E^4

E^5

E^6

E^7

E^8

E^9

Ejemplo:codificador 4:2 sin prioridad^ E^3

E^2

E^1

E^0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

1

0

0

0

S^1

S^0

EO 0

0

0 0

1

0 1

0

0 1

1

0

E^1 E^000 E 3 E^2

X^0

1 X^

X^ X

3 2 1

E E S^

=

1

0

0

0

0

0

0

0

Resto de casos

1

1

0 0

0

1 X^

X^

X

X^ X

X^

X

1 X^

X^ X

E^1 E^000 E 3 E^2

X^1

0 X^

X^ X

X^ X

X^

X

1 X^

X^ X

E^1 E^000 E 3 E^2

X^0

0 X^

X^ X

X^ X

X^

X

0 X^

X^ X

(^01) EEEE (^23)

EO^ =

3 1 0

E E S^

=

Codificadores con prioridad
^ Características

-^ Si se activan varias entradas a la vez, dan prioridad a unade ellas •^ Prioridad: -^ Al bit más significativo: se da prioridad a la entrada mayor -^ Al bit más significativo: se da prioridad a la entrada mayor^ Si se activan E1 y E5, el resultado es 5 •^ Al bit menos significativo: se da prioridad a la entrada menorSi se activan E1 y E5, el resultado es 1

Ejemplo: codificador 4:2 conprioridad al más significativo EI^ E^3

E^2 E^1

E^0

0 X^

X^ X^

X

X

1 X^

S^1 X

S^0 EO 0 0

^ Recordatorio

-^ ‘X’ en las salidas

⇒^ ‘X’ en el

diagrama • ‘X’ en las entradas

⇒^ múltiples casos

E^1 E^000 E 3 E^2

E^1 E^000 E 3 E^2

) (^

(^01) EEEE (^23) EI EO^ =

) (^

3 2 1

E EEI S^

=^

) (^

3 (^21) 0

E EE EI S^

=

1 X^

X

X^ X^

1 X

E^1 E^000 E 3 E^2

Asociación de codificadores:COD8:3 con dos COD 4:2
Se encadenan los EIy EO
Cuando un CODestá activo (EI=‘1’) y^ no tiene ninguna

COD4:2 E0 E1 E2 E3 EI

S1 S0 EO

E4E5E6E7 ‘1’

S1 S 11

no tiene ninguna entrada activa,activa al siguienteCOD (EO=‘1’).

EI^ COD4:2^ E0^ E1^ E2^ E3^ EI

S1 S0 EO

‘1’ E0E1E2E

S2 EO

2. Decodificadores
   ^ Definición: -^ Circuito combinacional que transforma un valor codificadoen la activación de la salida correspondiente al dicho valor. •^ Realizan la función inversa a los codificadores

DEC2:4 0 1 E

0 1 2 3

E^ E^1

E^0

0 X^

X

S^3 1

S^2 S^1

S^0

Decodificadores
Funciones lógicas:^ •^

Cada salida del decodificador es un mintérmino^ DEC2:

E^1 E^0

S^3 S

2 S^1

S^0

EE S^ =

DEC2:4 0 1

0 1 2 3

E^1 E^0^0 00 11 01

S^3 S^2

S^1 S

0 0 0

(^01) 3

(^01) 2

(^01) 1

(^01) 0

EE S

EE S

EE S

EE S^ = = =^ =

Asociación de decodificadores
^ DEC3:8 con DEC2:

-^ Sólo uno de losdecodificadores estáactivo, dependiendo del^ valor de E

DEC2:4 0 1

0 1

E0 E

S0 S

© Luis Entrena, Celia López, Mario García, Enrique San Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 2008

valor de E2 • El inversor hace lafunción de un DEC1:2 • No tiene Enable global

1 E

1 2 3 DEC2:4 0 1 E

0 1 2 3

E1 E

S1 S2S3 S4S5S6S

Asociación de decodificadores
^ DEC4:16 con DEC2:

-^ Sólo uno de losdecodificadores estáactivo, dependiendo del^ valor de E

E0E

DEC2:4 0 1 E

0 1 23

S0S1S2S DEC2:4 0 1

0 1

S4 S

© Luis Entrena, Celia López, Mario García, Enrique San Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 2008

valor de E2 • El decodificador de laizquierda se comportacomo un DEC1:2 • Tiene Enable Global. SiE=‘0’, ningúndecodificador se activay las salidas valen ‘0’

1 E

12 3

S5 S6S

DEC2:4 01 E

0 12 3 E2‘0’E

Implementación de funcioneslógicas con decodificadores
^ Se pueden implementar funcioneslógicas con un DEC y una puerta OR
^ Las salidas del DEC son losmintérminos. Se suman las que valgan^ ‘1’ en la tabla de verdad

ab S

ba S

ba S

ba S =^0 =^1 =^2 =^3

DEC2:4 0 1

0 1 2 3

b a

© Luis Entrena, Celia López, Mario García, Enrique San Millán. Universidad Carlos III de Madrid, 2008

‘1’ en la tabla de verdad
El dual se hace con DEC de salidas anivel bajo y una puerta AND.

m^ a^

b 0 0

f 0 1 0 11

3 SS 1 abb af

=

=

DEC2:4 0 1

0 1 2 3

b a^

f

Decodificador BCD-decimal
^ Decodifica un dígitodecimal codificado enBCD (natural) a 10salidas que representan

BCD-DEC

S0^ S1^ S2^ S

E

0-9
El comportamiento noestá definido si laentrada no es un dígitodecimal

S3 S4 S5 S6 S7 S8 S

E3 E2 E1 E