En este laboratorio se realizaron tres conversores. El primero que pasa de decimal (es la entrada del usuario) a BCD, el segundo pasa de BCD a código Gray y el tercero que pasa de BCD a un 7 segmentos. Aquí se definirán conceptos importantes para poder desarrollar este laboratorio, se describe la lógica combinacional utilizada.
Definiciones
Códigos binarios: son un conjunto de símbolos (0 ó 1), que pueden representar algún tipo de información; cabe destacar que los símbolos usados no cambian el contenido de la información.
Codificador decimal a BCD
Este codificador es muy útil, ya que la mayoría de personas está familiarizada con el sistema numérico decimal. Por lo tanto, este codificador nos va a brindar una herramienta útil para trabajar con ordenadores, pues estos trabajan principalmente con código binario.
El código BCD, entonces va a ser un código binario especial que va a ser usado para codificar los digitos decimales. A continuación se presenta la tabla de verdad que nos permite visualizar este codificador y nos va a permitir analizar varios aspectos:
Figura 1
Tomada del libro Diseño Digital de Morris Mano, 3 ed.
En la figura anterior se puede destacar que seis combinaciones del código binario no se usan o no se asignan. Esto en un diseño puede ayudar a simplificar el circuito con términos de «no importa». Además de lo mencionado, se puede observar que para n dígitos en decimal, se necesitaran «4n» bits en BCD.
Codificador BCD a código Gray
El código Gray posee una ventaja primordial sobre algunos otros códigos. Esta ventaja es que la sucesión de un número binario a otro en el código de Gray solo varía en un solo bit, esto podría ser útil a la hora de codificar información continua.
Además de la ventaja de este código, en la Figura 2. se puede observar que no es un código con pesos, es decir, cada posición no posee ningún valor determinado o «peso».
Figura 2
Tomado de: https://unicrom.com/codigo-gray/
Codificador BCD a 7 segmentos
El visualizador de 7 segmentos es una herramienta útil para la visualización de caracteres, está compuesto por 7 segmentos pequeños que se pueden prender o apagar individualmente. Este visualizador está más enfocado al usuario y a lo que desee observar, en la figura 3. se presenta la tabla de verdad utilizada para el diseño.
Figura 3
Tomada de: https://wilaebaelectronica.blogspot.com/2017/01/decodificador-bcd-a-7-segmentos.html
Cabe aclarar que el 7 segmentos puede ser de ánodo común o de cátodo común. En el caso de la figura 3. el diseño se realiza con un 7 segmentos de cátodo común, donde se observa la lógica positiva; aunque si se trabajará con un ánodo común se implementa con lógica negativa.
Implementación
Para la implementación de este programa, se uso un dip switch de 10 posiciones, en la que al activar una posición, esta funciona como un ‘1’ lógico a la entrada (entonces si activa la quinta posición, esto será equivalente a un cinco en decimal pero con una señal de entrada en 1 para esa posición) y así el codificador muestra el número respectivo en el 7 segmentos y su equivalente en el código Gray.
Cabe aclarar, que la visualización del código Gray se realizo con cuatro led.
El circuito, como ya lo hemos hecho, se construye a partir de la suma de productos y la minimización de las funciones se realiza con el «Álgebra de Boole»
Por el momento no se usará la herramienta «LUT» de «Psoc» que nos permite introducir las entradas y salidas del programa sin necesidad de desarrollar un circuito a partir de compuertas lógicas.
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