universidad nacional tecnologica de lima sur

5/25/2018 Universidad Nacional Tecnologica de Lima Sur

UNIVERSIDAD NACIONALTECNOLOGICA DE LIMA SUR

Ingeniera Electrnica y Telecomunicaciones

CIRCUITOS DIGITALES SECUENCIALES:

REGISTROS

Integrantes:

ING. ORLANDO ORTEGA GALICIO

2014


I. INTRODUCCION

En este laboratorio se desarrolla el anlisis funcional de los circuitossecuenciales desarrollados con los biestables (latch y flip flop); que permiterealizar funciones diversas con la informacin digital (desplazamiento,

conversiones serie-paralelo paralelo-serie; almacenamiento, etc.)

II. OBJETIVOS

Objetivos generales

- Analizar e implementar los diversos circuitos de registros dedesplazamiento (shift register); registros de almacenamiento, registrouniversal; utilizando dispositivos integrados TTL.

- La visualizacin del funcionamiento de cada una de los circuitos deregistros son implementados utilizando diodos leds en las salidas.

- Que es estudiante aprenda a utilizar los principios bsicos para el anlisisde circuitos digitales secuenciales mediante simuladores y que tenga lacapacidad de realizar la deteccin de fallos, corregirlos y comprobar subuen funcionamiento.

Objetivos especficos

- Se analizara la operacin de los circuitos secuenciales para determinar surespuesta en el tiempo (desarrollo de tabla de estados y construccin deldiagrama de tiempo.

- Implementar cada circuito en el prothoboard, analizar su funcionamiento yluego comprobar el funcionamiento de cada uno de ellos; utilizandovisualizadores led para seales de salida.

III. MARCO TEORICO

Registro de almacenamiento.

Se forman a partir de biestables de tipo D, de los cuales se necesitaran nbiestables para almacenar n bits. Estos circuitos son sncronos, y todos losbiestables estn controlados por la misma seal de reloj.


Registro de desplazamiento.

Es todo un circuito que transforma un dato en formato serie a formato paralelo oviceversa donde todas las operaciones son sincronizadas por una seal de relojexterna.

Registro serie-paralelo

Es aquel que convierte un string (cadena) de datos binario en formato serie a unformato paralelo donde dichos datos se encuentran sincronizados con una sealde reloj externa.

Un uso es en la parte de recepcin de un modem de comunicaiones donde laseal recibida es un tren de bits los cuales deben ser pasados en un formatoparalelo a fin de poder ser procesados convenientemente por un microprocesadorel cual solo trabaja con seales binaria en formato paralelo.

Registro paralelo-serie

Es aquel que convierte un string (cadena) de datos binario en formato paralelo aun formato serie donde dichos datos se encuentran sincronizados con una sealde reloj externa.

Son accesibles las entradas de todos los flip-flops, pero slo la salida del ltimo.Normalmente tambin existe una entrada serie, que slo altera el contenido delprimer flip-flop, pudiendo funcionar como los del grupo anterior.


Registro serie-serie

Slo la entrada del primer flip-flop y la salida del ltimo son accesiblesexternamente. Se emplean como lneas de retardo digitales y en tareas de

sincronizacin.

Registro paralelo-paralelo

Tanto las entradas como las salidas son accesibles. Se usan para clculos

aritmticos.Un registro de desplazamiento muy utilizado, que es universal (se

llama as porque puede utilizarse en cualquiera de las cuatro configuraciones


anteriormente descritas) y bidireccional (porque puede desplazar los bits en un

sentido u otro) es el 74HC194, de cuatro bits de datos.

Otros registros de desplazamiento conocidos, fabricados tambin con la

tecnologa CMOS, son el 74HC165 (entrada paralelo, salida serie) y 74HC164

(entrada serie, salida paralelo).

IV. PARA EL INFORME

1) Un registro de desplazamiento es un circuito digital secuencial (es decir, quelos valores de sus salidas dependen de sus entradas y de los valores anteriores)estn conformados por un conjunto de flip flop, generalmente de tipo D,conectados en cascada. Son muy importantes para almacenar y desplazar datosdentro de un sistema digital.

1. Registros con entrada serie y salida serie (SISO)

2. Registros con entrada serie y salida paralelo (SIPO)

3. Registros con entrada paralelo y salida serie (PISO)

4. Registro de entrada y salida en paralelo (PIPO)


2)

AplicacionesAdems de la conversin serie-paralelo y paralelo-serie, los registros dedesplazamiento tienen otras aplicaciones tpicas:

- Generador pseudoaleatorio. Se construye con un registro dedesplazamiento, realimentando a la entrada una combinacin de variassalidas, normalmente un or exclusivo entre ellas.

- Multiplicador serie. Se realiza la multiplicacin mediante sumas ydesplazamientos. Un ejemplo es el 74LS384.

- Registro de aproximaciones sucesivas. Se usa en conversores A/D. Se vancalculando los bits sucesivamente, empezando por el ms significativo.Mediante un conversor DAC se compara la entrada analgica con losresultados parciales, generando el siguiente bit.


- Retardo. Se pueden utilizar para retardar un bit un nmero entero de ciclosde reloj (consiste simplemente en un conjunto de biestables en cascada,tantos como ciclos de reloj deseemos retardar los bits).

3)

Este registro tiene 10 entradas y 4 salidas; estas ultimas estn conectadas a lasalidas normales (Q) de cada flip flop en el circuito integrado.

Registro de TTL

Registro de desplazamiento

TTL 74194

Observar que las 4 entradas del registro 74194 (A, B, C, D) son las entradas decarga en paralelo las 2 entradas siguientes introducen los datos en el registro enforma serie (o sea, cada vez un bit), estas son: entrada serie de desplazamiento a

la derecha (DCR). esta introduce los bits por la posicin A (QA) (es decir, elvisualizador A ) de esta forma el registro se ha desplazado hacia la derecha.

La entrada serie de desplazamiento a la izquierda (DCL) introduce los bits por laposicin D (QD) (es decir visualizador D) y as el registro se desplaza hacia laizquierda Las entradas del reloj (CLK) dispara los 4 flip-flops durante las transicinL a H (bajo a alto) del pulso de reloj. Cuando la entrada de borrado (CLR) laactivamos con un nivel BAJO automticamente ponemos todos los flip-flops acero.

Los controles de modo a travs de una red de puertas le indican al registro que

desplace a la izquierda, a la derecha, que cargue en paralelo, o no haga nada(mantenimiento). Como todos los CIs TTL el 74194 tiene sus conexiones dealimentacin +5V y GND, pero habitualmente esta no se indican en el smbololgico.

Los modos de operacin del registro de desplazamiento son: reset,mantenimiento, desplazamiento a la izquierda, desplazamiento a la derecha, ycarga en paralelo. En los registros de desplazamiento la forma de identificar lasentradas y las salidas varan de un fabricante a otro.


Registro de desplazamiento cmos

Los fabricantes de circuitos integrados disponen de gran variedad de registros dedesplazamiento CMOS.

El que estudiaremos a continuacin es el CI 74HC164 es un registro de

desplazamiento de 8 bits entrada serie salida paralelo. El diagrama en bloquespara el registro de desplazamiento CMOS 74HC164 se muestra en la figura xx,este CI viene encapsulado en forma de DIP de 14 patillas, opera con una fuentede alimentacin de +5V DC y opera disparado con flanco y solo permite la entradade datos serie.

Registro de desplazamiento CMOS 74HC164

El CI CMOS 74HC164 es un registro de desplazamiento disparado por flanco, quesolo permite la entrada de datos en serie. Que proceden de cada uno de los 8 flip-

flops internos y, por cada flip-flop hay disponible una salida (Q0 a Q7). Los datos se introducen bit a bit (serie) a travs de cada una de las 2 entradas dedatos (Dsa y Dsb) Estas 2 entradas pueden realizar la operacin AND. Estosignifica que una entrada puede utilizarse como entrada de habilitacin de datosactiva en un nivel ALTO, mientras que el dato serie se introduce por la segundaentrada de dato.

Si no se necesita la habilitacin de entrada de datos, ambas entradas de datos(DSa y DSb) se unen y se utilizan como nica entrada de datos serie. La entradadel reloj (CP) desplaza una posicin a la derecha desde (Q0 a Q7) en la transicinde nivel L a H (BAJO a ALTO). La entrada de reset maestro (MR) en el 74CH164

es una entrada activa en nivel BAJO que reinicializa los 8 flip-flops y pone lassalidas a cero, esta es una entrada asncrona, que elimina las dems entradas.Los fabricantes producen diversos registros de desplazamiento CMOS.

Si se conectan registros de desplazamiento que contengan flip-flop D, se puedenutilizar los CI 4076 y 40174. El CI 4014 es un registro de desplazamiento estticode 8 etapas es un dispositivo de entrada serie salida paralelo.


El 4031 es un registro de desplazamiento esttico de 64 etapas. El registro dedesplazamiento de 4 bits 4035 es una unidad de desplazamiento entrada seriesalida paralelo. El registro de desplazamiento esttico de 8 bits 4034 es unaunidad universalde entrada/salida serie/paralelo bidireccional de 3 estados, con laque se puede entrar y salir a las lneas del bus.

4) Los registros de desplazamiento son circuitos donde la informacin de entradase va desplazando en las salidas cuando se les aplica una seal de reloj externa yregistros de almacenamiento son registros que almacenan informacin por medio dememoria, generalmente biestables o flip-flops.

5)

74ls74

Este circuito integrado contiene dos flip flop, Latch o basculas tipo D activadas por

flanco positivo.

El funcionamiento del circuito para que tengamos el valor de la entrada D en la

salida Q se har cuando tengamos un flanco positivo en la seal de reloj T. El

terminal S (Set) si la colocamos a nivel bajo nos pondr la salida Q a nivel 1 y

el terminal R al ponerlo a nievel bajo pasa la salida Q a estar a nivel 0.Las

salidas sonTotem Pole.Estos circuitos son muy usados en prcticas de

electrnica, en el vdeo se recrea un montaje con un oscilador LM555 y un 7474

como elemento bsico de memoria o almacenamiento de informacin binaria (bit

1 0). Mediante unos LEDS veremos la evolucin de las salidas para las

distintas combinaciones que se irn introduciendo en las entradas.

El * indica que este estado no es

estable.

la de la verdad del 7474

INPUT tn+1 OUTPUT tn+1

S R D Q Q

H L H L H

L H X H L

L L X * *

H H H H L

H H L L H
http://electronica-teoriaypractica.com/salida-totem-pole/http://electronica-teoriaypractica.com/salida-totem-pole/


V. LISTADO DE MATERIALES

- Circuitos integrados IC 555, 74ls75 74ls7- Protoboard y pulsador- Cales de conexin

- Manuales tcnicos- Resistencias de diversos valores- Diodos leds- Condensador de diversos valores

VI. IMPLEMENTACION

1) Implementar el registro SISO mostrado en la figura. Analice sufuncionamiento desarrolle la tabla de estados y construir el diagrama deestados; considerando el dato DATA:1011, usar 74ls74


2) Implementar el registro SIPO de la figura, analice su funcionamientodesarrolle su tabla de estados y graficar su diagrama de tiempo,considerando el dato 1101.

3) Implementar el registro de almacenamiento asncrono de 4 bits mostrado enla figura, analice su funcionamiento entregando datos de 4 bits,comprobando su transferencia a las salidas del registro 74ls75.

4) Implementar el registro de almacenamiento sncrono de 4 bits mostrado enla figura, analice su funcionamiento.


5) Implementar el registro universal 74ls194 verificando el funcionamiento.

6) Analizar el funcionamiento de 74ls259, como registro direccionablecompruebe su tabla de verdad y diagrama de tiempo.


VII. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES

VIII. BIBLIOGRAFIA- Alan Marcovitz Diseo digital 2da edicin.- Enrique Mandado Sistemas electrnico digitales 7ma edicin.- Morris Mano Diseo digital 1era edicin.- John F. Wakerly Diseo digital.- Ronald J. Tocci Sistemas digitales principios y aplicaciones.

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