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ContenidoIntroducción .......................................................................................................
IntroducciónAl finalizar esta práctica, nosotros los alumnos debemos ser capases demanejar y diseñar los circuitos secuenc...
Bases Teóricas.Sistemas Secuenciales:En los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, nodepen...
Dos bloques básicos: en coincidencia con el pulso de reloj.• Un bloque combinacional que:    Lee las variables de entrada...
Flip-flop RS (implementación NOR)• Una de las dos entradas a “0”, salidas complementarias.• Una entrada a “1” determina el...
   No existe señal de reloj.   El disparo del circuito se realiza con pulsos en las entradas.   El cambio de nivel de u...
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Mapa de N2
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SemáforoEn este contador secuencial se elaborara un semáforo que contendrá sus luces designadas(es decir rojo, amarillo y ...
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ResultadoEn base a los mapas anteriores se realizaran lo que es el circuito que simulara unsemáforo:
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ConclusiónEn conclusión con esta práctica hemos aprendido a obtener la tabla deverdad de un circuito secuencial además de ...
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Practica 4.
Contador con enable, contador incremento-decremento con habilitación, circuito de un semáforo.

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Practica 4

  1. 1. ArquitecturadeComputadorasPractica 4Dillan Aner Durán EscamillaIleana Giselle Garza IbarraFernando Guevara SánchezNorma Priscila Rodríguez ReyesITI 1-2
  2. 2. ContenidoIntroducción ...................................................................................................................... 3Bases Teóricas. ................................................................................................................... 4 Sistemas Secuenciales: ................................................................................................... 4 Sistemas secuenciales asíncronos................................................................................... 6Desarrollo .......................................................................................................................... 8 Contador con habilitación .............................................................................................. 8 Resultado ..................................................................................................................... 10 Contador incremento-decremento con habilitación ..................................................... 13 Resultado ..................................................................................................................... 16 Semáforo ..................................................................................................................... 18 Resultado ..................................................................................................................... 20 Contador ascendente- descendente ............................................................................ 22 Resultado ..................................................................................................................... 24Conclusión ....................................................................................................................... 27
  3. 3. IntroducciónAl finalizar esta práctica, nosotros los alumnos debemos ser capases demanejar y diseñar los circuitos secuencialesPara esto necesitaremos:• PC• Software LogisimEn esta práctica podremos utilizar lo que hemos aprendió en los ejerciciosanteriores. Así que lo que realizaremos serán cuatro circuitos con su tabla de verdad,simplificación con mapa de Karnaugh y el circuito en logisim.En la primera parte se diseñara un módulo que sea capaz de simular unContador con habilitación. El segundo simulara un Contador incremento-decremento con habilitación. En el tercero simularemos el funcionamientode un Semáforo y por ultimo realizaremos un Contador ascendente-descendente.Con esto evidenciaremos que sabemos manejar no solo el software logisim sino que también sabremos cómo hacer el circuito con su tabla de de verdad ysimplificación con mapas de Karnaugh.Y como evidencia entregaremos este reporte de la práctica desarrollada.
  4. 4. Bases Teóricas.Sistemas Secuenciales:En los sistemas secuenciales, los valores de las salidas, en un momento dado, nodependen exclusivamente de los valores de las entradas en dicho momento, sino tambiéndependen del estado anterior o estado interno. El sistema secuencial más simple es elbiestable, de los cuales, el de tipo D (o cerrojo) es el más utilizado actualmente.La mayoría de los sistemas secuenciales están gobernados por señales de reloj. A éstos selos denomina "síncronos" o "sincrónicos", a diferencia de los "asíncronos" o "asincrónicos"que son aquellos que no son controlados por señales de reloj.A continuación se indican los principales sistemas secuenciales que pueden encontrarseen forma de circuito integrado o como estructuras en sistemas programados:  Contador  Registros>La salida depende de los valores de las entradas en ese instante y también de los valoresque tuvieron en los instantes anteriores. >Circuitos que “recuerdan” o tienen memoria de las situaciones de interés por las que hapasado el sistema a las situaciones se denominan estados.Clasificación de sistemas secuenciales: definición de secuencia Sistemas síncronos: Sólo se observa el sistema durante el pulso de reloj, marcapasos. Elreloj establece cuando se modifica el estado (no la salida).Sistemas asíncronos: El sistema es permanentemente activo. Un cambio en alguna de lasentradas del sistema: induce un transitorio que evoluciona hasta el siguiente estado.
  5. 5. Dos bloques básicos: en coincidencia con el pulso de reloj.• Un bloque combinacional que:  Lee las variables de entrada y de estado. Genera las funciones booleanas de salida y de excitación.• Un bloque de memoria que:  “recuerda” la evolución del sistema.  Configura el estado anterior.El nuevo estado se generará y será leído con el nuevo pulso de reloj.Elementos de memoria biestable y flip-flop.BIESTABLE: circuito secuencial que se caracteriza por:Tener dos estados estables: almacena permanentemente un bit “0” y “1”:  Estado: contenido de la memoria.  Se mantiene indefinidamente en uno de los estados posibles.  Entradas o señales externas de excitación hacen que el BIESTABLE cambie de estado.NOTA: La función de excitación es característica de cada tipo de biestable (D, T, RS o JK).  Tienen dos salidas: o Q y Ǭ: son las variables de estado (definen los estados internos). o Las salidas dependen de las entradas y del estado anterior.
  6. 6. Flip-flop RS (implementación NOR)• Una de las dos entradas a “0”, salidas complementarias.• Una entrada a “1” determina el valor de la salida.Sistemas secuenciales asíncronos.  Son aquellos que NO se encuentran pilotados por un pulso de reloj  Alta velocidad de respuesta  Dos tipos:
  7. 7.  No existe señal de reloj. El disparo del circuito se realiza con pulsos en las entradas. El cambio de nivel de una entrada provoca el posible cambio de la salida y el estado. No son necesarios elementos de memoria. Circuito combinacional realimentado.
  8. 8. DesarrolloContador con habilitaciónEl siguiente contador secuencial utiliza un habilitador en el cual se realiza una secuenciade cambios de estados o en su defecto permanecer en el mismo, el cual solamente tiendea incrementar. ExplicaciónA continuación en el siguiente grafo se tomaran los valores que señalan para poderrealizar la tabla de verdad. Se resolverá de la siguiente manera, primero que nada esimportante señalar que siempre se empezara nuestro contador en el RST de allícambiaremos a los demás estados.Primero veremos cuáles son los estados, son los valores que se encuentran en la parte dearriba del “círculo” o sea “Ap” y “Bp” y además nuestro contador que será “C”, los tresanteriores valores serán nuestras entradas. Como son 3 entradas se procederá a realizaruna tabla de verdad de 8 valores con 3 bits.Ahora se llenaran el resto de la tabla, es decir “Af”, “Bf”, “N1” y “N2” , estos valores seránnuestras salidas. Por ejemplo los primeros valores de entrada de nuestra tabla es 0 0 0, esdecir C=0, Ap=0 Bp=0, eso significa que empezáramos en el estado 0 0 y cambiaremoshacia al estado donde nos marque C, como C es cero y nos marca el mismo sitio, entoncesnuestro estado será el mismo pero nuestras salidas serán las que estén en N1 y N2, esdecir 0 0.Otro ejemplo es 1 0 0, el cual las entradas serían C=1 , Ap=0 y Bp=0, es decir que en elestado 0 0 se cambiará al estado donde esté el contador 1, por lo que el estado futuroserá 0 1, pero este conservará las salidas de su estado de origen, por lo que las salidas N1y N2 serían 0 0.La explicación anterior la podemos utilizar en los siguientes contadores para poderresolverlos.
  9. 9. C 0 RST 00 1 1 00 0 0 N1 11 01 N2 11 01 Ap Bp 1 1 10 10 0La siguiente tabla de verdad se basa en el grafo anterior: C Ap Bp Af Bf N1 N2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1Para realizar lo que son las funciones se necesitan realizar mapas de Karnaugh de:Af,Bf,N1,N2 las cuáles son nuestras salidas. Mapa de AF
  10. 10. Mapa de BF Mapa de N1 Mapa de N2ResultadoDe acuerdo a las funciones obtenidas de la tabla de verdad se da como resultado elsiguiente diagrama:
  11. 11. Ejemplos Entradas 1 0 1 Salidas 0 1
  12. 12. Entradas 1 1 1 Salidas 1 1
  13. 13. Contador incremento-decremento con habilitación Con este contador secuencial en el cual también se utiliza un habilitador el cualincrementa y decremento lo que son los cambios de estados. A diferencia del contador anterior este utiliza además de C hay otra entrada la cuales H, por lo que si le añadimos las otras entradas Ap y Bp, tendremos cuatro entradas,entonces nuestra tabla de verdad deberá ser de 16 valores de 4 bits. CH 0X RST 1 00 1 1 00 1 0X 0X 10 10 N1 11 01 N2 11 01 Ap 10 10 Bp 1 1 10 1 1 10 El grafo anterior se basa en la siguiente tabla de verdad de la cual se utilizara pararesolver el circuito: C H Ap Bp Af Bf N1 N2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0
  14. 14. 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 Para la realización del circuito se tendrá que realizar los siguientes mapas deKarnaugh para: Af, Bf, N1, N2. Mapa de Af Mapa de Bf Mapa de N1
  15. 15. Mapa de N2
  16. 16. Resultado En base a lo anterior que fueron los mapas se realizo el circuito siguiente:Ejemplos Entradas 1 0 0 1 Salidas 0 1
  17. 17. Entradas 0 1 1 0 Salidas 1 0
  18. 18. SemáforoEn este contador secuencial se elaborara un semáforo que contendrá sus luces designadas(es decir rojo, amarillo y verde, para mayor comodidad las renombraremos a “R”, “A” y“V”), y además deberán tener la misma secuencia que un semáforo real, es decir cuandoestá en rojo pasa a verde, después a amarillo y por último rojo, volviéndose a repetir lasecuencia. C 0 RST 00 1 100 R A 0 01 1 V 001 Ap Bp 1 10 010 0 C Ap Bp Af Bf R A V 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 x x x x x 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 x x x x x
  19. 19. En base a la tabla anterior se elaboran lo que son los mapas de Karnaugh de: Af,Bf,R,A,V Mapa de Af Mapa de Bf Mapa de R Mapa de V Mapa de A
  20. 20. ResultadoEn base a los mapas anteriores se realizaran lo que es el circuito que simulara unsemáforo:
  21. 21. Ejemplos Entradas 1 0 1 Salidas 0 0 1 Entradas 1 1 0 Salidas 1 0
  22. 22. Contador ascendente- descendenteEn este contador secuencial se incrementa o decrementa los estados dependiendo queentrada se utiliza, pero no tiene lo que es un habilitador. C RST 00 1 1 00 0 N1 0 11 01 N2 11 01 Ap 0 Bp 0 1 1 10 10A continuación se realizara la tabla de verdad que se obtuvo de lo que fue el grafoanterior. C Ap Bp Af Bf N1 N2 0 0 0 1 1 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1
  23. 23. En base a lo que se mostró anteriormente se realizara a cabo los mapas de Karnaughde:Af,Bf,N1,N2 Mapa de Af Mapa de Bf Mapa de N1 Mapa de N2
  24. 24. ResultadoEn base a lo anterior se elaborara lo que es el circuito secuencial mencionadoanteriormente el cual tendrá como objetivo simular un contador con incremento ydecremento. Este es el circuito resultante de las funciones obtenidas de los mapas de Karnaugh.
  25. 25. Ejemplos Entradas 0 1 0 Salidas 1 0
  26. 26. Entradas 1 1 1 Salidas 1 1
  27. 27. ConclusiónEn conclusión con esta práctica hemos aprendido a obtener la tabla deverdad de un circuito secuencial además de que simplificamostérminos gracias a los mapas de Karnaugh y por ultimo realizamos lasimulación en logisim.En la primera parte se diseño un módulo que fue capaz de simular unContador con habilitación.El segundo simulo un Contador incremento-decremento conhabilitación.En el tercero simulamos el funcionamiento de un Semáforo.Y por ultimo realizamos un Contador ascendente- descendente.Con este tipo de prácticas aprendemos mucho ya que sabemos cómoestán hechos lógicamente muchos de los aparatos electrónicos queutilizamos habitualmente..

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