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1 / 20 Dos números de 4 bits y cinco LED La fila delantera contiene dos números de 4 bits. A es 0111 (7) y B es 1001 (9). Sigue la luz por 20 puertas hasta leer 10000, que es 16. Toca un interruptor o elige otro circuito con el control Circuito.
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Guía Piezas Controles
01 Dos números de 4 bits y cinco LED La fila delantera contiene dos números de 4 bits. A es 0111 (7) y B es 1001 (9). Sigue la luz por 20 puertas hasta leer 10000, que es 16. Toca un interruptor o elige otro circuito con el control Circuito.
02 Un interruptor y una lámpara En el circuito más simple, X se une al LED mediante un puente. El LED muestra exactamente el interruptor: 1 encendido, 0 apagado.
03 El transistor también conmuta Ahora X controla la base. Una corriente pequeña permite otra mayor entre las dos patillas restantes y enciende el LED. En lógica el transistor se usa solo en conducción o corte completos.
04 Puertas hechas de transistores Unos transistores conectados imponen una regla. AND da 1 solo si ambas entradas son 1. Elige NOT, OR o NOR y compara el LED con la tabla de verdad.
05 NAND, la puerta más económica NAND invierte AND. En CMOS requiere 4 transistores, dos menos que AND. Cualquier otra puerta puede construirse solo con NAND. Activa Transistores por chip.
06 XOR: uno u otro, no ambos XOR da 1 si las entradas difieren. Su última fila, 1 y 1 dan 0, es el bit de suma de 1 + 1 binario, donde el 1 pasa a la columna siguiente.
07 El semisumador XOR y AND reciben los mismos bits. A y B a 1 dan suma 0 y acarreo 1: 10, o 2. La pareja suma dos bits y nada más.
08 El sumador completo Una columna interior recibe dos bits y un acarreo. Otro semisumador añade el acarreo y OR reúne los dos posibles. 1 + 1 + 1 da suma 1 y acarreo 1.
09 Cuatro bits y un acarreo lento Empieza en 15 + 0. Al activar B0, el acarreo avanza del bit 0 al bit 4, dos retardos por bit. A 1,2 segundos por retardo, los LED se estabilizan en 16 tras 8 retardos.
10 Ocho bits tardan el doble El mismo sumador completo ocho veces. 255 + 1 lleva acarreo por todos los bits y tarda 16 retardos. Cada bit extra añade dos.
11 Anticipar los acarreos Cada acarreo se calcula desde las entradas: una columna propaga P o genera G. 15 + 1 se estabiliza en 4 retardos, con 26 puertas en vez de 20.
12 Restar sumando SUB activa una fila de XOR que invierte B y añade 1 por el acarreo de entrada. Forma el complemento a dos: 5 − 7 da 1110, que con signo es −2.
13 ¿Qué número es mayor? El comparador busca el bit de mayor peso distinto. 1001 y 0101 difieren primero en el bit 3, donde A tiene 1: se enciende A > B.
14 Elegir una de cuatro Dos bits eligen qué entrada llega a Y. Solo un AND está abierto a la vez. Los multiplexores eligen una de varias señales para un cable.
15 De bits a dígitos Cada segmento tiene una suma de productos: algunos AND y un OR. 1001 enciende a, b, c, d, f y g y muestra 9. También dibuja A a F.
16 Un circuito que recuerda Dos NOR se realimentan. S a 1 pone Q a 1 y este sigue a 1 cuando S vuelve a 0. R reinicia. La realimentación forma la memoria más simple.
17 Solo en el flanco de reloj Seis NAND forman un biestable D. D puede cambiar, pero Q solo lo toma cuando CLK sube de 0 a 1. Pulsa Pulso de reloj y sigue el bit.
18 Contar pulsos Cuatro biestables guardan un número y un sumador calcula el siguiente. Cada pulso lo carga: 0000, 0001, 0010 hasta 1111.
19 Un circuito, cuatro operaciones La UAL calcula ADD, SUB, AND y OR en paralelo. Dos bits eligen con multiplexores qué llega a Y. 12 AND 10 es 1000, que es 8.
20 Tu turno: XOR con NAND Hay cuatro NAND conectadas como AND al principio. Bajo los controles, elige sus entradas hasta obtener XOR en las cuatro filas.
Placa de circuito Placa de 62 × 36 cm. La serigrafía cambia con el circuito: nombres de interruptores y LED, números de puertas y recuadros de cada bloque. Interruptores de entrada Palancas en el borde delantero. Azules para A, rojas para B, negras para el resto y rojo oscuro para el reloj. LED de interruptores Un pequeño LED verde detrás de cada interruptor indica su bit: encendido para 1 y apagado para 0. Chips de puertas Cada chip contiene una puerta y su símbolo. Hasta 59 en la UAL. Las etiquetas indican el último cambio de salida o cuántos transistores requiere la puerta. Pistas de cobre Cables impresos. Una pista brilla al llevar un 1 y un punto la recorre cuando llega un nuevo 1. Islas de soldadura Superficies estañadas en cada patilla y extremo de pista. Al cruzarse dos pistas, una placa real de dos capas usaría una vía. LED de salida La respuesta. Rojos para suma, ámbar para acarreo, verdes y azules para otras salidas como A > B o Q. Visualizador de 7 segmentos Siete LED en barra, de a a g. El decodificador enciende los que dibujan un dígito hexadecimal. Transistor Un NPN usado como interruptor. Una pequeña corriente en la patilla central permite una mayor entre las otras dos.
