FACULTAD DE INGENIERIAS

DE PRODUCCIÓN Y SERVICIOS

ESCUELA PROFESIONAL DE

INGENIERÍA DE SISTEMAS

CURSO: SISTEMAS DIGITALES

TEMA: AVANCE PRÁCTICA 05 DE

LABORATORIO

ALUMNO: MENDOZA PALOMINO

JOEL ANGEL

PORFESOR: MG. LUCY DELGADO

AREQUIPA-PERU

2013

QUINTA PRÁCTICA DE LABORATORIOMULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES

I. OBJETIVOS Construir y conocer la tabla de verdad de multiplexores y demultiplexores Aplicar los mismos para construir funciones lógicas básicas

II. MARCO TEÓRICO

Un multiplexor es un dispositivo que permite dirigir la información digital procedente de diversas fuentes a una única línea para ser transmitida a través de dicha línea a un destino común. El multiplexor básico posee varias líneas de entrada de datos y una única línea de salida. También posee entradas de selección de datos, que permiten conmutar los datos digitales provenientes de cualquier entrada hacia la línea de salida. A los multiplexores también se les conoce como selectores de datos.

III. ACTIVIDADES

1. Utilizando el software SIMULADOR DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS (de uso libre), construya un multiplexor de 4 a 1

Mientras S1 = 0 y S0 = 0 -> el valor de salida dependerá únicamente de I0

Mientras S1 = 0 y S0 = 0 -> el valor de salida dependerá únicamente de I0

Mientras S1 = 0 y S0 = 1 -> el valor de salida dependerá únicamente de I1 (2)

Mientras S1 = 1 y S0 = 1 -> el valor de salida dependerá únicamente de I2 (3)

Mientras S1 = 1 y S0 = 1 -> el valor de salida dependerá únicamente de I3 (4)

2. Utilizando el software SIMULADOR DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS (de uso libre), construya un demultiplexor de 1 a 4Mientras S1 = 0 y S0 = 0 -> El estado de I se verá en LED 1

Mientras S1 = 0 y S0 = 0 -> El estado de I se verá en LED 1

Mientras S1 = 0 y S0 = 1 -> El estado de I se verá en LED 2

Mientras S1 = 1 y S0 = 0 -> El estado de I se verá en LED 3

Mientras S1 = 1 y S0 = 1 -> El estado de I se verá en LED 4

3. Utilizando el software SIMULADOR DE CIRCUITOS ELECTRÓNICOS (de uso libre) y usando multiplexores, implementar las siguientes funciones lógicas:a) f(a,b,c) = Σ(2, 3,4, 6)

b) f(a,b,c,d)= Π(0, 2, 3,4,7,11)

4. Implemente El siguiente circuito, construya su tabla de verdad e identifique a que sistema funcional corresponde

5. Implemente El siguiente circuito, construya su tabla de verdad e identifique a que sistema funcional corresponde

Nota.- Consigne la tabla de verdad de cada elemento o ICs usado

IV. CONCLUSIONES

Emita al menos cinco conclusiones en torno al uso de multiplexores y demultiplexores

V. CUESTIONARIO FINAL

1. Proponga un circuito para construir un doble multiplexor de ocho a uno2. ¿Cuál es la función que cumple un multiplexor? De ejemplos de su aplicación

3. ¿Cuál es la función que cumple un demultiplexor? De ejemplos de su aplicación

4. Defina los siguientes términosa) Multiplexación

En informática y electrónica, la multiplexación se refiere al mismo concepto si se trata de buses de datos que haya que compartir entre varios dispositivos (discos, memoria, etc.). Otro tipo de multiplexación en informática es el de la CPU, en la que a un proceso le es asignado un quantum de tiempo durante el cual puede ejecutar sus instrucciones, antes de ceder el sitio a otro proceso que esté esperando en la cola de procesos listo a ser despachado por el planificador de procesos. También en informática, se denomina multiplexar a combinar en un mismo archivo contenedor, varias pistas de dos archivos, por ejemplo de audio y vídeo, para su correcta reproducción, también en informática multiplexar un archivo, es una forma que se mantengan varias copias idénticas de este archivo, esto para respaldar información en caso de que ocurra un fallo en el archivo principal..

En telecomunicación, la multiplexación es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el de control de acceso al medio.Existen muchas estrategias de multiplexación según el protocolo de comunicación empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados son:la multiplexación por división de tiempo o TDM (Time division multiplexing );la multiplexación por división de frecuencia o FDM (Frequency-division multiplexing) y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDM (de Wavelength);la multiplexación por división en código o CDM (Code division multiplexing);Cuando existe un esquema o protocolo de multiplexación pensado para que múltiples usuarios compartan un medio común, como por ejemplo en telefonía móvil o WiFi, suele denominarse control de acceso al medio o método de acceso múltiple. Como métodos de acceso múltiple destacan:el acceso múltiple por división de frecuencia o FDMA;el acceso múltiple por división de tiempo o TDMA;el acceso múltiple por división de código o CDMA.

b) Multiplexación digital

c) Demultiplexación

Tú multiplexas información cuando combinas varias transmisiones de datos y luego las envías a través de un medio compartido. Cuando la transmisión llega a su destino, el destinatario demultiplexa la transmisión descomponiéndola en sus componentes originales. El laboratorio de computación de la Universidad de Massachusetts la describe como el equivalente de alta tecnología de un cartero reuniendo el correo a partir de varias personas en una dirección y luego entregando las cartas a múltiples direcciones.

Multiplexación

La multiplexación viene en varias formas. Por ejemplo, la multiplexación por división de longitud de onda se lleva a cabo en las transmisiones ópticas. El remitente prepara varias transmisiones a diferentes longitudes de onda (lo que significa que tienen diferentes colores) y envía las transmisiones mediante rayos de luz a través de un prisma que los combina en una sola transmisión. En el extremo de la línea de fibra óptica existe otro

prisma que demultiplexa la transmisión dividiendo la luz de vuelta a sus rayos que la componen. La radio y el teléfono también hacen uso de la multiplexación para evitar que las comunicaciones interfieran entre sí.

Internet

La multiplexación es esencial para transmitir información a través de Internet. Cuando tienes varias aplicaciones en ejecución, tu computadora necesita dirigir todos los datos que reciba a la aplicación apropiada. La computadora multiplexará los datos antes de enviarlos a la capa de red, el nivel del sistema que gestiona el enrutamiento de la información que transmites. Cuando la transmisión combinada emerge de la capa se demultiplexa y luego se asigna a la dirección de protocolo de Internet (IP, Internet Protocol en inglés) de la aplicación apropiada.

Multiplexación inversa

La multiplexación inversa ocurre cuando primero demultiplexas información y luego la envías. Por ejemplo, si tienes una única transmisión de datos de alta velocidad, la multiplexación inversa la descompone en varios segmentos que pueden enviarse a través de conexiones de velocidad inferior. Cuando el mensaje llega a su destino se multiplexa de nuevo a su forma completa original. Las empresas con una cantidad de tráfico creciente pueden usar este método para transmitir mensajes sin gastar más de lo que pueden permitirse para actualizar sus sistemas.

Programación

En la multiplexación por división de tiempo, divides el periodo de transmisión disponible en intervalos de tiempo y le das un turno para transmitir a cada emisor potencial. A continuación la transmisión multiplexada sale sin las transmisiones componentes, viajando en orden y demultiplexándose en ese orden. Cada emisor posible tiene un intervalo de reserva, pero algunos remitentes pueden no usar su intervalo durante un periodo de tiempo determinado. Puedes evitar lo anterior omitiendo emisores que no estén listos para transmitir, pero en ese caso cada intervalo necesita un identificador que muestre quién lo envió

d) Demultiplexacion digital e) Estado de alta impedancia

Punta lógica

Un instrumento imprescindible en la mesa de trabajo es una punta lógica. ¿Cuántas veces hemos tenido que poner LEDs en la protoboard para poder identificar una falla o error en un circuito digital que recién terminamos de armar?, o estar soldando LEDs a una tablilla PCB de algún aparato que este bajo reparación para verificar etapa por etapa, aunque esto es poco práctico, ya que, cuando la frecuencia es alta no la podemos identificar con el destello de luz del LED.

Les comparto el diagrama de una punta lógica bastante práctica, la cual usa dos C.I. muy comerciales, un 74HC00 y un 74HC123, el primero contiene 4 compuertas NAND de dos

entradas y el cual es muy popular; el segundo es un multi-vibrador monoestable “re-disparable” (retriggerable), que se activa con el flanco bajo de la señal.

Explicación del circuito

La entrada a comprobar se divide en dos caminos, el primero es un doble buffer construido con dos de las cuatro compuertas NAND, y el segundo camino tomado es por medio de un transistor (BC817), el cual nos indicara junto con el arreglo de compuertas si hay alta impedancia en la entrada (Hi-Z). En el diagrama está integrada la tabla de verdad en 3 colores diferentes (tanto las entradas como las salidas de las compuertas para asimilar mejor el comportamiento de la punta lógica.

El LED rojo nos indicara que un 0 (cero) está presente a la entrada.

El LED Verde nos indicara la presencia de un 1 (uno).

El LED amarillo nos indica una alta impedancia a la entrada.

El LED azul nos indicara un tren de pulsos en la entrada. Cuando los pulsos sean constantes visualizaremos el LED encendido sin parpadeos.

¿Qué es la alta impedancia?: Se dice que la alta impedancia es el tercer estado de los sistemas digitales. Esto quiere decir que hay circuitos digitales los cuales además de presentar en sus salidas un estado 0 o un estado 1, también se aíslan mostrando una alta impedancia, del orden de los Mega ohms en sus salidas y/o entradas.

Vamos a dar un vistazo a nuestro multi-vibrador monoestable retriggerable; este circuito actúa de la siguiente manera: Al momento de habilitar su entrada obtendremos a la salida un pulso el cual su ancho depende de componentes externos (en nuestro caso R7 y C2), así de simple.

Existen dos tipos de circuitos monoestables; el primero es el que al habilitar la entrada (flanco alto o bajo) nos entregará un mismo ancho de pulso sin importar nuevamente el estado de la entrada; el segundo es el retriggerable, el cual además de entregarnos un ancho de pulso definido, este podrá ser reiniciado nuevamente por la entrada.

Observe el siguiente diagrama de tiempos en el cual podemos visualizar el funcionamiento de los dos diferentes tipos de de monoestables (disparable o re-disparable).

La punta lógica está diseñada para usar componentes de montaje superficial, sin embargo también se han hecho pruebas con componentes true-hole obteniendo en ambos casos excelentes resultados.

La punta lógica utiliza en su entrada un “pogo-pin”, el cual nos ayuda a hacer un buen contacto con la terminal a probar.

¿Qué es un Pogo-PIN?: Un POGO Pin es una especia de aguja conductora la cual contiene un resorte que ayuda a cerrar de manera correcta el circuito eléctrico, entre una terminal de cobre, estaño, etc. Aquí una imagen de la utilizada en nuestro proyecto.

El kit está diseñado para ser alimentado por una batería de 3V (tipo reloj) de litio, y solo bastaría conectar la tierra común al circuito bajo medición. O si usted lo prefiere puede también usar la

alimentación del mismo circuito bajo prueba para alimentar nuestra punta lógica. En el caso del kit la alimentación es de 3 a 5 Volts, si utiliza integrados convencionales TTL la alimentación deberá de ser de 5Vcc.

Es importante colocar el capacitor C1 de 10nF lo más cerca posible de la alimentación del CI 74HC123 para evitar disparos erráticos.

Los resistores de los LEDs están calculados para operar a 3Vcc, en caso de cambiar la alimentación a 5 Volts están deberán ser reemplazadas por resistores de 270R ohms para alargar la vida de los mismos.

Para el caso del CI 2 (U2) solo se ocupa la mitad del integrado.

Recuerden que hay descuentos a estudiantes de nivel medio superior y superior, así como también a escuelas privadas o de gobierno de todos los niveles que quieran adquirir productos al mayoreo (aplican requisitos en todos los casos).