Circuitos combinacionales
El circuito combinacional es un circuito en el que combinamos las diferentes puertas del circuito, por ejemplo, codificador, decodificador, multiplexor y demultiplexor. Algunas de las características de los circuitos combinacionales son las siguientes:
La salida del circuito combinacional en cualquier instante de tiempo depende solo de los niveles presentes en los terminales de entrada.
El circuito combinacional no utiliza memoria. El estado anterior de la entrada no tiene ningún efecto sobre el estado actual del circuito.
Un circuito combinacional puede tener un número n de entradas y un número m de salidas.
Diagrama de bloques
Vamos a elaborar algunos circuitos combinacionales importantes de la siguiente manera.
Media víbora
El medio sumador es un circuito lógico combinacional con dos entradas y dos salidas. El circuito de medio sumador está diseñado para agregar dos números binarios A y B de un solo bit. Es el bloque de construcción básico para la adiciónsinglenúmeros de bits. Este circuito tiene dos salidascarry y sum.
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
Diagrama de circuito
Sumador completo
El sumador completo está desarrollado para superar el inconveniente del circuito Half Adder. Puede sumar dos números A y B de un bit y llevar c. El sumador completo es un circuito combinacional de tres entradas y dos salidas.
Diagrama de bloques
Mesa de la verdad
Diagrama de circuito
Sumador paralelo de N bits
El sumador completo es capaz de agregar solo dos números binarios de un solo dígito junto con una entrada de acarreo. Pero en la práctica, necesitamos agregar números binarios que son mucho más largos que un bit. Para sumar dos números binarios de n bits, necesitamos usar el sumador paralelo de n bits. Utiliza una serie de sumadores completos en cascada. La salida de acarreo del sumador completo anterior está conectada para transportar la entrada del siguiente sumador completo.
Sumador paralelo de 4 bits
En el diagrama de bloques, A 0 y B 0 representan el LSB de las palabras de cuatro bits A y B. Por lo tanto, Full Adder-0 es la etapa más baja. Por lo tanto, su C in se ha hecho permanentemente a 0. El resto de las conexiones son exactamente las mismas que las del sumador paralelo de n bits que se muestra en la fig. El sumador paralelo de cuatro bits es un circuito lógico muy común.
Diagrama de bloques
Sustractor paralelo de N bits
La resta se puede realizar tomando el complemento a 1 o 2 del número a restar. Por ejemplo, podemos realizar la resta (AB) sumando el complemento de 1 o 2 de B a A. Eso significa que podemos usar un sumador binario para realizar la resta binaria.
Sustractor paralelo de 4 bits
El número a restar (B) se pasa primero a través de inversores para obtener su complemento de 1. El sumador de 4 bits luego suma el complemento A y 2 de B para producir la resta. S 3 S 2 S 1 S 0 representa el resultado de la resta binaria (AB) y la salida de acarreo C out representa la polaridad del resultado. Si A> B entonces Cout = 0 y el resultado de forma binaria (AB) entonces C out = 1 y el resultado está en forma de complemento a 2.
Diagrama de bloques
Mitad de sustractores
El medio restador es un circuito de combinación con dos entradas y dos salidas (diferencia y préstamo). Produce la diferencia entre los dos bits binarios en la entrada y también produce una salida (Borrow) para indicar si se ha tomado prestado un 1. En la resta (AB), A se llama bit minuendo y B se llama bit sustraendo.
Mesa de la verdad
Diagrama de circuito
Sustractores completos
La desventaja de un medio restador se supera con un resta completo. El restador completo es un circuito combinacional con tres entradas A, B, C y dos salidas D y C '. A es el 'minuendo', B es el 'sustraendo', C es el 'préstamo' producido por la etapa anterior, D es la salida de la diferencia y C 'es la salida del préstamo.
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Diagrama de circuito
Multiplexores
El multiplexor es un tipo especial de circuito combinacional. Hay n entradas de datos, una salida y m seleccionar entradas con 2m = n. Es un circuito digital que selecciona una de las n entradas de datos y la enruta a la salida. La selección de una de las n entradas se realiza mediante las entradas seleccionadas. Dependiendo del código digital aplicado en las entradas seleccionadas, una de las n fuentes de datos se selecciona y se transmite a la salida única Y. E se denomina luz estroboscópica o entrada de habilitación, que es útil para la conexión en cascada. Generalmente es un terminal activo bajo, lo que significa que realizará la operación requerida cuando esté bajo.
Diagrama de bloques
Los multiplexores vienen en múltiples variaciones
- Multiplexor 2: 1
- Multiplexor 4: 1
- Multiplexor 16: 1
- Multiplexor 32: 1
Diagrama de bloques
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Demultiplexores
Un demultiplexor realiza la operación inversa de un multiplexor, es decir, recibe una entrada y la distribuye entre varias salidas. Tiene una sola entrada, n salidas, m entrada de selección. A la vez, las líneas de selección seleccionan solo una línea de salida y la entrada se transmite a la línea de salida seleccionada. Un demultiplexor es equivalente a un interruptor unipolar de múltiples vías, como se muestra en la fig.
Los demultiplexores vienen en múltiples variaciones.
- Demultiplexor 1: 2
- Demultiplexor 1: 4
- 1:16 demultiplexor
- 1:32 demultiplexor
Diagrama de bloques
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Descifrador
Un decodificador es un circuito combinacional. Tiene n entradas y un máximo m = 2n salidas. El decodificador es idéntico a un demultiplexor sin entrada de datos. Realiza operaciones que son exactamente opuestas a las de un codificador.
Diagrama de bloques
A continuación se muestran ejemplos de decodificadores.
- Convertidores de código
- Decodificadores BCD a siete segmentos
- Decodificadores de tubo Nixie
- Actuador de relé
Decodificador de 2 a 4 líneas
El diagrama de bloques del decodificador de 2 a 4 líneas se muestra en la fig. A y B son las dos entradas donde D a D son las cuatro salidas. La tabla de verdad explica las operaciones de un decodificador. Muestra que cada salida es 1 solo para una combinación específica de entradas.
Diagrama de bloques
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Circuito lógico
Codificador
El codificador es un circuito combinacional que está diseñado para realizar la operación inversa del decodificador. Un codificador tiene n número de líneas de entrada y m número de líneas de salida. Un codificador produce un código binario de m bits correspondiente al número de entrada digital. El codificador acepta una palabra digital de entrada n y la convierte en un bit m otra palabra digital.
Diagrama de bloques
A continuación se muestran ejemplos de codificadores.
- Codificadores de prioridad
- Codificador decimal a BCD
- Codificador octal a binario
- Codificador hexadecimal a binario
Codificador de prioridad
Este es un tipo especial de codificador. Se da prioridad a las líneas de entrada. Si dos o más líneas de entrada son 1 al mismo tiempo, se considerará la línea de entrada con mayor prioridad. Hay cuatro entradas D 0 , D 1 , D 2 , D 3 y dos salidas Y 0 , Y 1 . De las cuatro entradas, D 3 tiene la prioridad más alta y D 0 tiene la prioridad más baja. Eso significa que si D 3 = 1 entonces Y 1 Y 1 = 11 independientemente de las otras entradas. De manera similar, si D 3 = 0 y D 2 = 1 entonces Y 1 Y 0 = 10 independientemente de las otras entradas.
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Circuito lógico
