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Módulos combinacionales básicos
Tema 7
¿Qué sabrás al final del capítulo?

Funcionamiento de los módulos
combinacionales básicos:
–
–
–
–
Codificadores
Decodificadores
Multiplexores
Demultiplexores
Implementación de funciones booleanas
mediante módulos combinacionales
 Redes de módulos combinacionales

Módulos combinacionales básicos
MSI (Medium Scale of Integration)
Módulos combinacionales básicos






Bloques funcionales más complejos que las puertas lógicas
que realizan una función determinada
Podemos obtenerlos a partir de puertas lógicas básicas
Se pueden utilizar para la implementación de funciones
booleanas
MSI, circuitos entre 10 y 100 puertas
Pueden disponer de señales de control para controlar su
funcionamiento
Tipos:
–
–
–
–
codificador
decodificador
multiplexor
demultiplexor

Codificador binario
–
Dispone de 2n entradas y n salidas: COD
2nxn
La salida proporciona el código binario del
canal de entrada activado.
–
•
Entrada activa a nivel alto: entra un 1 y el
resto son 0’s
•
Salida activa a nivel alto: proporciona el
código binario de la entrada a 1.
•
Entrada activa a nivel bajo: entra un 0 y el
resto son 1’s
•
Salida activa a nivel bajo: proporciona el
código binario invertido de la entrada a 0
ENTRADAS
Codificador
SALIDAS
ENTRADA DE ACTIVACION
(ENABLE)
Codificador

Implementación con puertas lógicas
Codificador con entrada y salida activa a nivel alto
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
X Y Z
1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
0
0
1
X = D4 + D5 + D6 + D7
Y = D2 +D3 +D6 +D7
Z = D1 +D3 +D5 +D7
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
Codificador

Problemas:
– ¿cuál sería la salida del codificador si se activan 2 entradas
simultáneamente?
 p. ej: COD(0,1,0,0,1,0,0,0) según las expresiones de X, Y, Z,
sería XYZ=101, pero D5=0
– ¿cuál sería la salida si no se activa ninguna entrada?
 COD(0,0,0,0,0,0,0,0) daría XYZ=000 , pero D0 = 0
0
0
0
1
0
0
1
0
Codificador

Soluciones
– Se introduce una señal de activación (enable) que permite activar o
desactivar al codificador
– Se realiza una priorización de las entradas. En caso de activación
simultánea por dos o más canales de entrada se toma la más
prioritaria (normalmente la de mayor peso)
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
8
8
Circuito
de
Prioridad
Codificador

Codificador BCD
–
–
Ejemplo: TTL 74147 . Conversor 9 entradas a código BCD (binary
coded decimal)
¡¡OJO!! entradas y salidas activas a nivel bajo
Codificadores

Aplicación:
–
Teclado simple
Decodificador
Decodificador binario: DEC n x 2n
–
–
Función inversa al codificador
n entradas y 2n salidas
Transforma el código binario de entrada en la activación
de la salida cuyo número de orden coincide con el
código
ENTRADA DE ACTIVACION
SALIDAS
–
ENTRADAS

Decodificador

Implementación con puertas lógicas
DEC 2 x 4. Entradas activas a nivel alto y
salidas activas a nivel alto
A0
A1
D0
D1
D2
E
D3
E A1 A0
D0 D1 D2 D3
1
1
1
1
0
1
0
0
0
0
0
0
1
1
X
0
1
0
1
X
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
Decodificador
E

Implementación con puertas lógicas
DEC 2 x 4. Entradas activas a nivel alto y
salidas activas a nivel bajo con Enable
invertido
E A1 A0
D0 D1 D2 D3
0
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
X
0
1
0
1
X
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
Decodificador

Ejemplo: TTL 74139
–
–
–
2 decodificadores en un integrado
Entradas activas a nivel alto y salidas activas a nivel bajo
Señal de activación “Enable”, activa a nivel bajo
1er. codificador
Enable
2do. codificador
Decodificador

BCD a 7 segmentos:
Multiplexor
ENTRADA DE ACTIVACION
CONTROL
SALIDA
ENTRADAS
ENTRADA DE ACTIVACION
SALIDA

Dispone de 2n entradas, n señales de control y una
salida: MUX 2n x 1
Su función es seleccionar la entrada indicada por
las señales de control
ENTRADAS

CONTROL
Multiplexor

Implementación con puertas lógicas
C1 C0
E3 E2 E1 E0
S
0
0
1
1
X
X
X
F
F
F
F
F
0
1
0
1
X
X
F
X
X
F
X
X
F
X
X
X
Multiplexor

Ejemplo: TTL 74151
Demultiplexor

Dispone de 1 una entrada, 2n salidas y n líneas de selección

Su función es enviar el valor presente a la entrada a uno de
los canales de salida utilizando las líneas de selección. Por
lo tanto realiza la función inversa del multiplexor.

En su implementación es muy parecido a un DEC nx2n
CONTROL
SALIDAS
ENTRADAS
SALIDAS
ENTRADA
ENTRADA DE ACTIVACION
Demultiplexor

Implementación con puertas lógicas
Demultiplexor con salida activa a nivel alto
S1
S0
E
D0 D1 D2 D3
0
0
K
K
0
0
0
0
1
K
0
K
0
0
1
0
K
0
0
K
0
1
1
K
0
0
0
K
S1
S0
E
D0
D1
D2
D3
Demultiplexor

Implementación con puertas lógicas
Demultiplexor con salida activa a nivel bajo y entrada activa a nivel bajo
S1
S1
S0
E
D0 D1 D2 D3
0
0
K
K
1
1
1
0
1
K
1
K
1
1
1
0
K
1
1
K
1
1
1
K
1
1
1
K
S0
E
D0
D1
D2
D3
Implementación de funciones con
módulos combinacionales
Implementación de funciones:
con decodificadores (I)



Salidas activas a nivel alto => generador de minitérminos
Suma de productos = suma de minitérminos
A
B
C
F
0
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
0
1
1
0
1
0
0
0
1
1
C
B
A
0
1
2
DEC
3x8
0
1
2
3
4
5
6
7
Se necesitan puertas de tantas entradas como 1’s hay
F
Implementación de funciones:
con decodificadores (II)
• Si una función tiene muchos 1’s, es preferible implementar
la función complementaria, que tendrá pocos 1’s, y
finalmente complementar la complementaria.
• En la práctica esto equivale a coger un puerta NOR (OR
seguida de inversor) con los 0’s
OR
1’s
0’s
f
f’
NOR
f
0’s
f
Implementación de funciones:
con decodificadores (III)


Salidas activas a nivel bajo => generador de maxitérminos
Producto de sumas = producto de maxitérminos
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
F
1
0
1
0
0
0
1
1
1 0
1 1
0 1
C
B
A
0
1
2
DEC
3x8
0
1
2
3
4
5
6
7
1 1
1
1
0
1
1
1
1
1
1
1
1
0
1 1
1
1
1
1
1
1
0
1
F
0 1
Implementación de funciones:
con decodificadores (IV)
• Si una función tiene muchos 1’s, es preferible implementar la
función complementaria, que tendrá pocos 1’s, y finalmente
complementar la complementaria.
• En la práctica equivale a coger un puerta AND (NAND seguida
de inversor) con los 0’s
NAND
1’s
0’s
f
f’
AND
f
0’s
f
Implementación de funciones:
con multiplexores
Con un único Mux 8x1
Caso 1
F(A,B,C) = m0 + m2 + m6 + m7
nº variables = señales de control
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
F
1
0
1
0
0
0
1
1
C
1
0
1
0
0
0
1
1
0
1
2
3
4
5
6
7
0
1
nº variables > señales de control
¡¡¡ojo con el orden de las variables!!!
S2 S1 S0
A
C
F
8:1
MUX
B
C
Con un único Mux 4x1
C
C
0
1
0
1
2
3
F
4:1
MUX
S1
A
S0
B
A
B
C
D
F
0
0
0
0
1
0
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
1
0
1
0
1
1
0
1
1
0
0
0
1
1
1
0
1
0
0
0
0
1
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
Caso 2
Implementar F con un único Mux 4x1
B=0, C=0
B=0, C=1
B=1, C=0
B=1, C=1
A
D
E0
A
D
E1
A
D
E2
A
D
E3
0
0
1
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
1
1
0
1
0
1
0
0
1
0
0
1
0
1
1
0
1
1
1
0
1
1
1
1
1
0
1
1
0
Redes de módulos combinacionales
Redes modulares: Codificadores

Codificador 8x3 a partir de dos 4x2
–
S es una salida de control que se activa cuando se usa un
determinado COD 4x2 más uno 2x1
Redes modulares: Decodificadores

Decodificador 3x8 a partir de
decodificadores 2x4
A0
A1
0
A2
E
1
0
1
E
DEC
2x4
DEC
2x4
0
1
2
3
D0
D1
D2
D3
0
1
2
D4
D5
D6
D7
3

Decodificador 4x16 a partir
de decodificadores 2x4
Redes Modulares: Multiplexores

Multiplexor 8x1 a partir de multiplexores 4x1 y 2x1
–
v1: 2 MUX 4x1 / 1 MUX 2x1
–
v2:1 MUX 4x1 / 2 MUX 2x1
I0
0
I1
1 S
MUX
4x1
MUX
2x1
C
I2
0
I3
1 S
MUX
2x1
MUX
2x1
1
C
I
MUX
4x1
4
I5
0
MUX
2x1
C
A
Z(A,B,C)
2
MUX
4x1
3 S1
S0
1 S
C
B
0
I6
0
I7
1 S
MUX
2x1
C
A
B
Z

Multiplexor 16x1 a partir
de multiplexores 4x1
Z(A3,A2,A1,A0)
Redes modulares:
DEC y MUX
Z(A3,A2,A1,A0)
Final del Tema 7