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Un informe de laboratorio sobre el diseño y construcción de un circuito sumador y restador de 8 bits utilizando el circuito integrado 7483. Se explica el funcionamiento del sumador de 4 bits, cómo se pueden sumar y restar números en complemento a 2, y cómo se unen dos integrados 7483 para formar un sumador de 8 bits. Se incluyen diagramas, tablas de verdad y simulaciones del circuito. El objetivo es comprender el funcionamiento de los procesos aritméticos básicos en un computador. El documento podría ser útil para estudiantes de ingeniería electrónica, mecatrónica o informática que estén aprendiendo sobre diseño de circuitos digitales y aritmética binaria.
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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La Paz, 28 de mayo del 202 4 Gestión I – 2024 Nota:
1. Introducción En esta practica de labroatorio se realizara el armado de un sumador en paralelo de 8 bits, utilizando el circuito integrado 7483. El armado de un sumador es facil de realizar, siguiendo el datasheet del componente, conectando las entradas del 7483 (A1, A2, A3, A4) y las salidas (B1, B2, B3, B4) a los leds para mostrar la suma, esto funciona cuando el led se enciende significa 1 y si esta apagado es un cero. Pero se utilizan 9 leds, el ultimo led es del acarreo de salida (C4). Ya que como es suma de 8 bits, al sumar simpre exite un acarreo que es el bit mas significativo (msb). Este circuito sumador en paralelo puede sumar numeros positivos y negativos, con la condicion que los numeros negativos se convierta al sistema de complemento a 2. Con este analisis, el ciruito sumador en paralelo puede adaptarse para realizar la resta. Utilizando el sistema de complemento a 2, el numero a restar (el sustraendo) se cambia por su complemento a 2 y despues se suma al minuendo (el numero al que se le esta restando el sustraendo). Sumador en paralelo que se utiliza para sumar y restar numeros en el sistema de complemento a 2. 2. Objetivo
Simulador PROTEUS INSUMOS Bread Board 7483 – Sumador 4 BIT Resistencia de 220 Ω LED Dip switch
5. Procedimiento y Desarrollo 5.1. Desarrollo del laboratorio El led blanco (del extremo izquierda), es el led que representa el acarreo final, y los leds rojos representan las cuatro primeras sumas.
5.2. Cálculos Gráfico de cómo funciona el circuito sumador de 8 bits, con circuito integrado 74HC283, que también es un sumador binario, pero este pertenece a la familia CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor), que es una tecnología más moderna y consume menos energía que la familia TTL que es a la que pertenece el 74LS83.
6. Análisis de datos 6.1. ¿Es posible implementar un sumador y un restador en un mismo circuito? Si es posible, el sumador-restador de 4 bits consta de dos partes principales: el sumador de 4 bits y el circuito de resta. En el sumador de 4 bits, cada bit de los dos números de entrada se suma individualmente utilizando una compuerta XOR. Además, cada bit tiene una entrada de acarreo (carry-in) que se utiliza para llevar el acarreo de la suma anterior. El resultado de la suma de cada bit se obtiene en la salida y se utiliza como la entrada de acarreo para el siguiente bit. Por otro lado, el circuito de resta utiliza una compuerta XOR para restar cada bit de los dos números de entrada. Además, cada bit tiene una entrada de acarreo (carry-in) que se utiliza para llevar el acarreo de la resta anterior. El resultado de la resta de cada bit se obtiene en la salida y se utiliza como la entrada de acarreo para el siguiente bit. 6.2. ¿Como se tendría que trabajar si se quiere sumar dos valores negativos?
Los dos valores negativos lo convertimos a complemento 2 y recién ahí se suman. 6.3. ¿Como se unen los dos integrados 7483 para realizar un sumador de 8 bits? En el primer integrado, el acarreo inicial (C0) lo conectamos a tierra, conectar a tierra significa cero. Las entradas de los primero cuatro bits: A 0 , A 1 , A 2 , A 3 se suman con las entradas: B 0 , B 1 , B 2 , B 3 ; esto nos da una suma: 𝛴 0 , 𝛴 1 , 𝛴 2 , 𝛴 3 y un acarreo final (C4). Este acarreo C4, es conectado al acarreo inicial (C0) del segundo integrado 7483, que va a sumar a las entradas de los 4 bits restantes: A 4 , A 5 , A 6 , A 7 y B 4 , B 5 , B 6 , B 7 ; dando de resultado las ultimas sumatorias 𝛴 4 , 𝛴 5 , 𝛴 6 , 𝛴 7 y el acarreo final C 8.
7. Conclusiones Los sumadores de 4 bits son componentes fundamentales en el diseño de sistemas aritméticos digitales, ofreciendo modularidad, eficiencia en diseño, flexibilidad en aplicaciones, manejo adecuado de desbordamiento y acarreo, y optimización de recursos. Su uso es omnipresente en la electrónica digital y continúa siendo relevante en la era de los circuitos integrados y la computación digital.
