Sumador restador complemento2 a 7 segmentos (display)

Departamento de Tecnología Electrónica

14. Sumador/restador
Queremos hacer un circuito que reste, para ello podríamos hacer un circuito restador de un bit a partir de la tabla de verdad de la resta. Esto se haría de manera similar a como se hace el semi-sumador y el sumador completo (ver figuras 13.1 y 13.2). Y aunque esto es un buen ejercicio que conviene que sepas hacer, en esta prácticavamos a aprovechar los conocimientos de representación numérica que vimos en el tema 2. En aquel tema vimos que usando el complemento a 2 (Ca2) podíamos realizar una resta sumando. Así que nos ahorramos realizar un nuevo bloque restador y lo que haremos será calcular el complemento a dos del sustraendo y sumarlo al minuendo.

14.1. Especificaciones
Sumador/restador de dos números de 4 bits. Elcircuito debe sumar o restar dos números codificados en complemento a 2 con 4 bits (OPA y OPB) y cuyos valores estarán determinados por la posición de los interruptores de la placa. El circuito mostrará en el display de la derecha el resultado de la suma o la resta. Los operandos vendrán dados por los interruptores. El minuendo (o uno de los sumandos: OPA) se codificará mediante los 4 interruptoresde la derecha (de SW0 a SW3), y el sustraendo (o el otro sumando: OPB) con los cuatro interruptores de la izquierda (de SW4 a SW7). Recuerda que los números vienen codificados en complemento a 2. EL pulsador BTN0 indicará qué operación se realiza. Cuando esté pulsador se hará la resta, mientras que cuando no esté pulsado se efectuará la suma. El resultado de la operación (suma o resta) se mostrarápor el primer display de 7 segmentos. El resultado se deberá mostrar en el display en signo magnitud (para que lo podamos entender los humanos). Para mostrar el signo negativo se utilizará el punto decimal, es decir, si el punto decimal está luciendo significa que el resultado es el número mostrado pero negativo. En caso de que haya desbordamiento (overflow) el display mostrará la letra E. Ademáslos cuatro LED de la derecha (de LD0 a LD3) mostrarán el resultado directo (en complemento a 2). El resultado se dará por el display de siete segmentos de la derecha. Se usará LD7 para el acarreo de salida y LD6 para el desbordamiento en la resta. El pulsador BTN0 se usará para indicar que se realiza la suma o la resta. Cuando BTN0 esté pulsado se mostrará la suma, cuando no esté pulsado semostrará la resta.

14.2. Diagrama de bloques
Primero vamos a realizar el bloque sumador/restador y posteriormente estudiaremos cómo implementamos la parte de la visualización por el display. Esto es común en el diseño de circuitos digitales, cuando un problema es grande es conveniente dividirlo y abordar cada una de sus partes de manera separada. Posteriormente se une cada uno de los bloques.Incluso, para diseños muy grandes, cada parte la realizan personas o grupos diferentes y luego otros se encargan de unirlo todo y de comprobar que funciona bien. Así que lo primero que hacemos es un esquema preliminar que seguramente no sea definitivo y que al ir realizando cada bloque puede que necesitemos realizar alguna modificación. El esquema mostrado en la figura 14.1 puede ser un ejemplo deesto. En él hay un bloque que se encarga de realizar las operaciones de suma o resta, y otro bloque de mostrar el resultado de la operación en el display de siete segmentos.
OPA( *# ) + OPB( *# ) + , SUMADOR/RESTADOR + , RESUL( *# ) + C OV
' A F E G D B C

RES_SUM

SUMA: RES_SUM='1' RESTA: RES_SUM='0'

LEDS

VISUALIZACION

!" # # & # $ % #'

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Departamento de Tecnología ElectrónicaEn los siguientes subapartados iremos refinando el diseño.

14.2.1. Bloque sumador/restador
Conceptualmente, lo que tenemos que hacer es seleccionar la entrada del sustraendo o segundo sumando (OPB), de modo que cuando tengamos que restar, la entrada B del sumador tenga el complemento a 2 de OPB; mientras que cuando tengamos que sumar, entre directamente el número OPB. Esto se muestra en...