Experiencia N 2 Estimulos Digitales
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Experiencia N 2 Estmulos digitales
Objetivos
Generar una amplia variedad de formas de onda digitales utilizando el generador digital de estimulos
PSpice
Generar formas de onda digitales a partir de la informacin almacenada en un archivo
Practica de Simulacion
Actividad RELOJ
La actividad RELOJ utiliza el circuito de la figura 1 para generar una forma de onda reloj continua
1.- Cree el proyecto estimulo con el esquemtico RELOJ
2.- Dibuje el circuito digital de prueba de la figura 2.3 y defina los atributos como se indica
Figura 1
El generador de reloj digital es el componente DigClock de la biblioteca SOURCE
Para colocar las fuentes de niveles lgicos(componentes HI y LO), haga click en el botn de la barra de
herramientas place power(colocar alimentacin) de la biblioteca SOURCE
3.- Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de 0.1us.
Ejecute PSpice y genere las formas de onda de entrada-salida de la figura 2
Figura 2
U1A
7400
1
23
CLKDSTM1OFFTIME = .75uS
ONTIME = .25uSDELAY = 2uSSTARTVAL = 0OPPVAL = 1
HI
OUTCLK
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Laboratorio de Sistemas Digitales
a) Son los resultados como los esperados?
Si No
b) Puede la amplitud de las seales digitales medirse con el cursor
Si No
Como se puede ver a continuacin solo se puede ver su estado lgico 1 o 0
Actividad STIM4
La actividad STIM4 utiliza el circuito de la figura 3 para establecer la interfaz entre un generador de
estimulos y una pequea matriz de puertas
4.- Aada el esquemtico STIM4 al proyecto estimulo
5.- Utilizando el dispositivo STIM4, disponible en la biblioteca SORUCE, dibuje el circuito de prueba de la
figura 3.
6.- Para programar DSTM1, haga doble click en el smbolo y rellene los comandos 1 a 4 como se
muestra a continuacin. Muestre en pantalla solo la parte correspondiente al valor de cada uno de
ellos
Figura 3
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Elemento Valor Descripcion
COMMAND1= 0s 0000 En 0s el valor binario de D3-D0=0000
COMMAND2= REPEAT 32 TIMES Repetir 32 veces
COMMAND3= -1us INCR by 0001 1us mas tarde incrementar la salida en 1
COMMAND4= ENDREPEAT Fin del bucle repetitivo
7.- Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 40us con un tamao mximo de paso de
0.4us y genere las formas de onda de entrada-salida de la figura 2.6Son los resultados obtenidos
como los esperados
SI NO
Actividad FILESTIM4
La actividad FILESTIM4 utiliza el circuito de la figura 4 para generar un flujo de una seal digital de 4
bits a partir de un archivo. Esto resulta especialmente til para formas de onda largas no repetitivas
Figura 4
8.- Aada el esquemtico FILESTIM4 al proyecto estimulo
9.- Utilizando el componente Filestim4 de la biblioteca SOURCE, dibuje el circuito de prueba mostrando
en la figura 4 y defina los atributos FILENAME y SIGNAME para DSTM1 como se indica
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Laboratorio de Sistemas Digitales
10.- Utilizando un editor de textos abra un archivo (ARRAY.txt) en el directorio actual, introduzca los
datos indicados en la figura 5 y cierre el archivo
D3 D2 D1 D0
0us 0000
+1us 1100
+1us 1111
+2us 0011
+1us 0000
+2us 1111
+1us 1110
+1us ZZZZ
Figura 5
11.-Defina el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de
0.1us ejecute Pspice y visualice el conjunto de formas de onda de la figura 6
a) Se ajusta los datos de la seal de entrada (D3, D2, D1, D0) especificados en el archivo (ARRAY.txt)
con los correspondientes formas de onda?
SI NO
b) Se correpsonde la seal de salida (OUT) con lo que se esperaba?
SI NO
Figura 6
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Actividades avanzadas
12.- Utilizando el esquemtico de prueba de la figura 7 introduzca los datos que se proporcionan a
continuacin en un archivo de su eleccin y genere las formas de onda serie CLK y OUT Identitique el
periodo de tiempo en el que CLK y OUT difieren y explique la razn de dicha diferencia
Creamos el circuito
Figura 7
Abrimos bloc de notas y escribimos el siguiente texto y guardamos en el directorio de
simulacion
CLK
0us 0
+1us R
+1us 1
+1us F
+1us 0
+1us X
+1us 1
+1us Z
+1us 0
Figura 8
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de paso de 0.1us
ejecutamos Pspice obteniendo:
Figura 8 seal de entrada-salida
Como podemos observar existe un tiempo de retardo de propagacin de seal de 17.6 nanosegundos
Figura 9
Tiempo de retardo
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Laboratorio de Sistemas Digitales
13.- Utilizando STIM32 o FSTIM32, configure y pruebe un circuito de estimulos de 32 bits
No existe STIM32 el mximo numero de bits de STIM16, procediendo a armar el circuito
Figura 12
U1C
7400
9
108
U1D
7400
12
1311
U2A
7400
1
23
U2B
7400
4
56
U2C
7400
9
108
U2D
7400
12
1311
U3A
7402
2
31
U3B
7402
5
64
U3C
7402
8
910
U3D
7402
11
1213
U4A
7402
2
31
U4C
7402
8
910
U4D
7402
11
1213 OUT
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
D8
D9
D10
D11
D12
D13
D14
D[15-0]
D15
S16DSTM1
0s 0000000000000000
REPEAT 400 TIMES
+1us INCR by 0000000011111111
ENDREPEAT
U1A
7400
1
23
U1B
7400
4
56
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 400us con un tamao mximo de paso de 0.1us
ejecutamos Pspice obteniendo los siguientes graficos
Figura 13
14.- Modificando el formato de 1111 a 4 vuelva a probar el circuito de 32 bits del paso 13 enumerando todos los
valores de la seal en hexadecimal
Vamos a las propiedades del STIM16 y cambiamos el comando FORMAT
Figura 14
Cambiando formato a los comandos
De: A:
S16DSTM1
0s 0000000000000000
REPEAT 400 TIMES
+1us INCR by 0000000011111111
ENDREPEAT
S16DSTM1
0s 0000
REPEAT 400 TIMES
+1us INCR by 00FF
ENDREPEAT
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 400us con un tamao mximo de paso de 0.1us
ejecutamos Pspice obteniendo los siguientes graficos, el cual es el mismo q el paso 13
Figura 15
Ejercicios
1.- Sustituya los 7400 por puertas NAND de 4bits 7420 en la figura 4 y excite el sistema con un generador de
estimulos de 8 bits
Armamos el ciruito
Figura 16
U1A
7420
6
12
45
U1B
7420
8
910
1213
F8DSTM1
FILENAME = estimulo.txt
SIGNAME = D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
D0D1
D2D3
D4D5
D6D7
D[7-0]
U2A
7402
2
31 OUT
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Laboratorio de Sistemas Digitales
Creamos el bloc de notas estimulo.txt editamos:
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0
0us 00000000
+1us 11100110
+1us 10101010
+1us 10100011
+1us 11111000
+3us 00001101
+5us 11010110
Figura 17
Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 10us con un tamao mximo de
paso de 0.1us ejecutamos Pspice
Figura 18
2.- El circuito integrado 7451 de la figura consta de dos puertas AND y de una puerta OR internamente
conectadas. Utilizando un bus y un dispositivo de estimulos digital de su eleccin, determine como se disponen
las puertas dentro del circuito integrado
Armamos el circuito
Figura 16
U1A
7451
A1
B13
C9
D10
Y8
S4DSTM1
0s 0000
REPEAT 32 TIMES
+1us INCR by 0001
ENDREPEAT
D0D1D2
D[3-0]
D3
OUT
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Definimos el perfil de simulacin como transitorio desde 0 a 40us con un tamao mximo de paso de 0.4us
ejecutamos Pspice
Figura 17
Como podemos analizar las entradas con la salida se puede comprobar que internamente tiene la siguiente
conexin:
Figura 18
Cuestionario y Problemas
1.- Cmo simplifica el uso de un bus los esquemticos digitales?
Cuando nuestro circuito tiene muchas entradas si nosotros deseamos aplicarle seales de entrada tendriamos
que hacerlo uno por uno,, con el sistema de bus simplifica bastante para la simulacin el circuito seria mas
sencillo de realizar
2.- Cul es el smbolo del estimulo digital para cada uno de los siguientes casos?
a) Indeterminado: X
b) Alta impedancia: Z
3.- Cul es el propsito de parmetro format?
Existe para cambiar el formato de los datos ya sea binario octal o hexadecimal, su uso mas especifico es que
cuando un numero binario muy grande para digitar como por ejemplo 111111111111111111111111111111111 si se cambia a
formato hexadecimal seria FFFFFFFF
4.-Bajo que circunstancias reuslta til un dispositivo de simulacin de archivo (FSTIM)?
Se utilizan cuando el numero de comandos de estimulos es muy grande
U2A
7408
1
23
U2B
7408
4
56
U3A
7402
2
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Laboratorio de Sistemas Digitales
5.- Es posible colocar multiples dispositivos digitales de estimulos en un mismo circuito?
El programa si deja colocar varios estimulos, pero entra en conflicto cuando para una misma entrada se le
estimula con 2 diferentes sealesen el mismo instante, cuando en un mismo instante en su entrada existe un 1 y
un 0, como conclusin no es posible colora multiples estimulos
6.- Puede determinarse la amplitud de seales puramente digitales?
No, ya que por ser seales digitales su valor es 1 o 0 desconociendo su valor analogico