Práctica 10: Sumador serie

Introducción

Registros de desplazamiento

Un registro capaz de desplazar su información binaria en una dirección o en la otra se llama registro de desplazamiento. La configuración lógica de un registro de desplazamiento consiste en una cadena de flip-flops en cascada, con la salida de un flip-flop conectada a la entrada del siguiente flip-flop. Todos los flip-flops reciben pulsos de reloj comunes, que activan el desplazamiento de una etapa a la siguiente.

El registro de desplazamiento más sencillo posible usa sólo flip-flops, como se indica en la siguiente figura:

 La salida de un flip-flop dado se conecta a la entrada D del flip-flop que está a su derecha. Cada pulso de reloj desplaza el contenido del registro una posición de bit a la derecha. La entrada en serie determina qué sucede en el flip-flop de la extrema izquierda durante el desplazamiento. La salida en serie se toma de la salida del flip-flop de la extrema derecha. 

Procedimiento
 

Para esta práctica se desea implementar un sistema secuencial capaz de sumar en serie dos números de 8 bits máximo, para lograr esto se procede a diseñar un bloque de memoria  que permita  almacenar  el numero ingresado por teclado, haciendo una pequeña restricción que solo ingresen números en su representación BCD y que se carguen a este bloque de memoria solo en dado caso de lo contrario no habrá información presente en el bloque.

En este bloque de memoria donde se almacena el número habrá arreglo de bancos  más pequeño de entrada serie y salida paralelo, este banco más pequeño se muestra en la siguiente figura:

A partir de este bloque se diseña el banco de memoria más grande como se muestra enseguida:

De esta forma ya se tiene el número ingresado por teclado guardado en un banco de memoria, teniendo en cuenta que el reloj de este sistema secuencial será la multiplicación entre la salida del led del teclado y el detector de número de 0-9.

Al tener el numero guardado se hace la conversión de 3BCD a 8BIN con el bloque expuesto en anteriores entradas, al tener el numero en BIN se podrá cargar en un bloque de memoria de entrada paralelo salida serie, se tienen dos bloques de estos para guardar los dos números con los que se desea realizar la suma en serie, este bloque consta de un arreglo de flip-flops y de muxs 2-1 los últimos capaces de permitir un corrimiento a la derecha con cada flanco del reloj siempre y cuando el selector este en 0 de lo contrario solo permitirá la carga de datos al banco de memoria.

El esquema del banco de memoria con entrada paralelo salida serie es el siguiente:

Luego de tener los dos números guardados en las memorias se procede a realizar la suma de forma serie mediante un sumador completo de un bit y un flip flop, conectados de forma que la salida de los bancos  donde se guardan los dos números irán a las dos entradas del sumador, el carry de salida del sumador ira a la entrada del flip flop y la salida del flip flop ira conectada al carry de entrada del sumador de la siguiente forma:

Al tener esto ya solo queda generar 8 pulsos de reloj que son los 8 BITS a sumar estos 8 pulsos irán conectados al reloj de los bancos donde se guardan los números, al flip flop del sumador y al banco donde se guardara la suma.

El esquema del generador de 8 pulsos es el siguiente:

Al generar los 8 pulsos se genera el corrimiento a la derecha de los dos bancos de memoria ingresando esto al sumador tomando en cuenta que el carry de salida anterior será el carry de entrada siguiente,  de esta forma se va  guardando bit a bit en el banco de memoria serie-paralelo final.  

El esquema del banco de memoria serie paralelo es el siguiente:

Por último se tiene el número resultante de la suma en 9 BITS y se lleva a la visualización dinámica expuesta en entradas anteriores.

 Esquemático