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Esta práctica de laboratorio se centra en el estudio de los decodificadores y multiplexores, dispositivos electrónicos esenciales en el diseño de circuitos. Se explora su funcionamiento, aplicaciones y se realiza un análisis práctico con el software proteus. La práctica incluye diagramas, tablas de verdad y resultados de la simulación, proporcionando una comprensión profunda de estos componentes.
Typology: Study notes
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Fecha de entrega: 23 de agosto de 2024
Objetivo: El estudiante comprenderá el funcionamiento de los decodificadores y multiplexores, así como sus posibles aplicaciones en el diseño de circuitos electrónicos. Materiales:
combinan todas las señales. Dependiendo del tipo que se utilice, puede manejar diferentes señales ya sea digitales o analógicas, pero nunca las dos al mismo tiempo. Imagen 3: Multiplexor. Al ser un circuito combinacional este dispositivo cuenta con pocas partes y el funcionamiento de cada una es bastante intuitivo de comprender.
entradas de 2^n (2,4,8,16, etc).
mencionar que también se incorpora una salida extra que prácticamente es el inverso, es decir, si en la salida tenemos un 1 en la inversa tenemos un 0.
para leer datos, esta selección se hace a través de números binarios.
A pesar de que existen diferentes métodos para multiplexar una señal, en realidad la estructura de estos circuitos no cambia. Ya que los podemos encontrar con ligeras variaciones en donde se aumentan las entradas de los circuitos. Dentro de estas variaciones encontramos los multiplexores de:
Imagen 4: Tabla de verdad del multiplexor. Cálculos y actividades previas a la práctica.
1. Del decodificador 74LS138 y del multiplexor 74LS151, identificar cuáles son las señales de habilitación y qué valores de voltaje hay que colocar en ellas para habilitarlo. PARA EL DECODIFICADOR: a) Entradas de habilitación activa en bajo (G1* y G2A): Estas entradas deben estar a nivel lógico bajo (0V) para habilitar el circuito. b) Entrada de habilitación activa en alto (G2B): Esta entrada debe estar a nivel lógico alto (+5V) para habilitar el circuito. Por lo tanto, para habilitar el 74LS138: G1 = 0 (bajo) G2A* = 0 (bajo) G2B = 1 (alto) Si cualquiera de estas condiciones no se cumple, el dispositivo estará deshabilitado.
Si C = 0, B = 1, A = 0, la salida activada será Y2. Si C = 1, B = 1, A = 1, la salida activada será Y7. Las demás salidas se mantendrán en estado alto (1 lógico). El decodificador solo funcionará si las entradas de habilitación (G1, G2A, G2B) están configuradas correctamente: G1* = 0, G2A* = 0, G2B = 1. Las salidas son activas en bajo, lo que significa que la salida seleccionada estará en nivel lógico bajo (0), mientras que las demás estarán en nivel lógico alto (1).
3. Del circuito integrado 74LS151. Explique cómo se relacionan las entradas de selección con la salida. Entradas de selección (S2, S1, S0): Estas entradas permiten seleccionar cuál de las 8 entradas de datos (D0-D7) será enviada a la salida. Funcionan como un número binario de 3 bits donde: S2 es el bit más significativo (MSB). S0 es el bit menos significativo (LSB). Dependiendo del valor binario de estas entradas, se seleccionará una entrada de datos específica. Cada combinación de las entradas S2, S1, S0 corresponde a una entrada de datos específica. Por ejemplo: Si S2 = 0, S1 = 0, S0 = 0, la entrada D0 se dirige a la salida (Y).
Si S2 = 0, S1 = 0, S0 = 1, la entrada D1 se dirige a la salida (Y). Si S2 = 1, S1 = 1, S0 = 1, la entrada D7 se dirige a la salida (Y). En resumen las entradas de selección (S2, S1, S0) determinan cuál de las 8 entradas de datos (D0-D7) será dirigida a la salida. La salida principal Y replica el valor lógico de la entrada seleccionada. Existe una salida complementaria W, que es la inversión del valor en Y.
Imagen 6: Diseño de los circuitos, parte 2.
Imagen 7: Diseño de los circuitos, parte 3.
Conclusiones: De la Rosa Serralde Jorge Luis: En esta práctica, después de realizar un análisis minucioso, se logró comprender cómo aplicar el álgebra combinacional a través del uso de hardware especializado. Para ello, se trabajó con un decodificador (74LS138) y un multiplexor (74LS151). Estos componentes permitieron implementar físicamente una tabla de verdad asociada a una función booleana, partiendo de datos lógicos proporcionados como entrada. Aunque ambos dispositivos pueden desempeñar funciones similares en ciertos contextos, su modo de operación varía significativamente, ya que la disposición y características de sus terminales son completamente distintas. Además, este proceso práctico no solo facilitó la implementación de una función booleana en el mundo real, sino que también permitió explorar de forma sencilla cómo se pueden resolver problemas relacionados con el álgebra booleana utilizando dispositivos electrónicos. En conclusión, se puede afirmar que los objetivos planteados para esta práctica se cumplieron de manera exitosa y satisfactoria. Tirado Sanchez Bryan Erick: En esta práctica, tras realizar un análisis detallado, logramos comprender la aplicación del álgebra combinacional a través del hardware. Utilizamos un decodificador (74LS138) y un multiplexor (74LS151), los cuales nos permitieron implementar en la realidad una tabla de verdad de una función booleana basada en datos lógicos de entrada. Aunque ambos componentes pueden cumplir funciones similares, su modo de operación es diferente, ya que las terminales de cada dispositivo son completamente distintas. Por ello, es fundamental consultar la hoja de datos del fabricante y la tabla de verdad específica del dispositivo, donde se indican los posibles valores de las terminales y su funcionamiento en cada caso. Comprender el funcionamiento de estos dispositivos ofrece una forma práctica y sencilla de abordar y resolver aplicaciones relacionadas con el álgebra booleana. En conclusión, los objetivos planteados para la práctica se cumplieron de manera satisfactoria. Conclusión general: Los decodificadores y multiplexores son circuitos integrados diseñados para simplificar el procesamiento lógico de funciones, incluso aquellas de alta complejidad, según lo exijan los
requerimientos del diseño. En particular, los multiplexores ofrecen una mayor simplificación en el alambrado, ya que no requieren compuertas lógicas AND adicionales para lograr el comportamiento lógico deseado. La principal dificultad en la implementación de estos circuitos radica en formular y derivar la función necesaria para alcanzar un objetivo específico. Una vez definida la función, el resto del proceso se limita a consultar la hoja de datos (datasheet) del dispositivo y determinar la salida correspondiente según los valores de las entradas. Referencias: ● Unicrom. (s.f.). Decodificador: ¿Qué es y cómo funciona? Recuperado el 19 de noviembre de 2024, de: https://unicrom.com/decodificador/ ● Ingeniería Mecafenix. (2020, diciembre 3). ¿Qué es un multiplexor, cómo funciona y qué tipos existen? Recuperado el 19 de noviembre de 2024, de: https://www.ingmecafenix.com/electronica/componentes/multiplexor/
