Laboratorio 3 Compuertas logicas, simulador Circuitverse

 

Practica 3: Compuertas logicas, simulador Circuitverse

Juan Pablo López Guevara 20171005073

Universidad Distrital francisco José de caldas. Bogotá octubre
2020

Introducción

Es necesario comprobar el correcto funcionamiento de los circuitos construidos en tinkercad, ya que debido a la complejidad de los mismos, es muy fácil cometer errores en su construcción. Debido a esto, yo ya lo había previsto y usé un simulador lógico para android. Una herramienta muy útil que nos permite saber de antemano el funcionamiento de estos circuitos lógicos es el simulador CircuitVerse, el cual nos es muy útil y practico.

objetivos

Familiarizarse con el simulador Circuitverse comprobando las tablas de verdad de la practica 2

Marco teórico

Codificación

Usar un sistema de codificación nos permite facilidad en la transmisión de datos, corrección de errores, así como mayor facilidad para la interpretación de los mismos. Un ejemplo claro de esto es el código decimal binario (BCD).

Codigo BCD

Básicamente, el código BCD utiliza 4 bits para representar un numero comprendido entre 0 y 9. Esto con el fin de representar directamente los números decimales, pero en cadenas binarias donde cada 4 bits es una cifra decimal.Esto nos muestra claramente como uno de los objetivos de los códigos es facilitar la utilidad de los circuitos. 

Suma BCD

Cuando el numero de 4 bits resultante de la suma BCD es mayor que 9, se manda un acarreo a la siguiente cifra, y lo que queda dentro de los 4 bits se le suma un 6 (0110 binario), lo que permite ser trasladado a su equivalente BCD. Veamos un ejemplo tomado del libro M. Morris Mano (figura 1).

Figura 1. suma de 3 números en BCD

En el caso de 4+5, no hay acarreo y por lo tanto el binario resultante es valido en codigo BCD. Por otro lado, tanto cuando se suma 4+8 y 8+9, en ambos casos el numero resultante es mayor de 9 y por lo tanto no es valido en codigo BCD, por lo que se realiza la suma de 6. Así obtenemos el código BCD, así como el acarreo (si no se obtuvo directamente de la suma binaria).

Simulador lógico Circuitverse

El simulador Circuitverse nos permite simular gratis circuitos lógicos.

Ejemplo en clase: Sumador BCD

El procedimiento para armar un sumador BCD fue el siguiente:

Comenzamos armando el sumador de 1 bit, para lo cual utilizamos el esquema lógico del ejemplo del laboratorio 2.

Figura 2. Diagrama sumador de 1 bit

El simulador circuitverse nos permite hacer dinámico y modular la actividad de armar circuitos lógicos, ya que nos permite encapsular el circuito, de tal manera que podemos reunir muchos circuitos de forma dinámica y repitiendo el mismo diseño simple para construir circuitos más complejos.

Por lo que proseguimos a crear un circuito a partir del ya diseñado

Figura 3. Sumador de 2 bits

Dándonos un sumador de 2 bits. Siguiendo este procedimiento, armamos un sumador de 4 bits

Figura 4. Sumador de 4 bits

Para terminar, con el sumador de 4 bits, armamos un sumador BCD, para lo cual hicimos lo siguiente:

Figura 5. Comparador mayor que nueve

combinamos un sumador de 4 bits con un circuito que nos permite saber si el resultado de la suma es mayor que nueve.

Figura 6. Sumador BCD sin corregir la suma de 6

Para este punto, falta agregar la suma de 6 (0110 binario), por lo que el sumador de dos números BCD nos queda así

Ahora procedemos a armar los demás circuitos de la practica 2

Metodología

Armamos los 3 circuitos faltantes por pasar a circuitverse y comprobamos que este bien la tabla de verdad obtenida en el laboratorio 2.

Primer circuito del laboratorio 2

Diagrama primer circuito de laboratorio 2

Primer circuito del laboratorio 2 en circuitverse

Tabla de verdad obtenida:

Segundo circuito laboratorio 2

Diagrama segundo circuito

Circuito 2 en Circuitverse

Tabla de verdad luego de la comparación

Tercer circuito del laboratorio 2

Diagrama tercer circuito

Circuito armado en circuitverse

Tabla de verdad

Análisis de resultados

Podemos notar que al comparar las tablas de verdad con la anterior practica solo encontramos una pequeña diferencia en la tercer tabla, ya que se omitió la medición del numero 2. De resto todo es muy similar (debido a que yo ya habia simulador con otro simulador equivalente).

Conclusiones

Podemos ver la clara utilidad de usar simuladores lógicos como Circuitverse, ya que esto nos permite saber de antemano las tablas de verdad de los circuitos lógicos que queramos armar. Gracias a que yo ya usaba de antemano un simulador similar para android, las tablas de verdad ya las había rectificado en la practica 2.