SISTEMAS DE COMPUTACION Escuela Militar de Ingeniera

DISEO DE UNA CALCULADORA1) INTRODUCCIONUna calculadora es un dispositivo que se utiliza para realizar clculos aritmticos. Aunque las calculadoras modernas incorporan a menudo un ordenador de propsito general, se disean para realizar ciertas operaciones ms que para ser flexibles. Por ejemplo, existen calculadoras grficas especializadas en campos matemticos grficos como la trigonometra y la estadstica. Tambin suelen ser ms porttiles que la mayora de los computadores, si bien algunas PDAs tienen tamaos similares a los modelos tpicos de calculadora.En el pasado, se utilizaban como apoyo al trabajo numrico bacos, comptmetros, bacos neperianos, tablas matemticas, reglas de clculo y mquinas de sumar. El trmino calculador se usaba para aludir a la persona que ejerca este trabajo, ayudndose tambin de papel y lpiz. Este proceso de clculo semimanual era tedioso y proclive a errores. Actualmente, las calculadoras son electrnicas y son fabricadas por numerosas empresas en tamaos y formas variados. Se pueden encontrar desde modelos muy baratos del tamao de una tarjeta de crdito hasta otros ms costosos con una impresora incorporada.Una de las primeras calculadoras mecnicas es el mecanismo de Anticitera.CONFIGURACIN BSICALa complejidad de las calculadoras cambia segn su finalidad. Una calculadora moderna simple suele constar de las siguientes partes: Una fuente de energa, como una pila, un panel solar o ambos. Una pantalla, normalmente LED o LCD, capaz de mostrar cierto nmero de dgitos (habitualmente 8 o 10). La circuitera electrnica. Un teclado formado por: Los diez dgitos, del 0 al 9; El punto decimal; El signo igual, para obtener el resultado; Las cuatro operaciones aritmticas (suma, resta, multiplicacin y divisin); Un botn cancelar para eliminar el clculo en curso; Botones de encendido y apagado; Otras funciones bsicas, como la raz cuadrada y el porcentaje (%). Los modelos ms avanzados pueden contar con memoria para un solo nmero, que puede recuperarse cuando se necesita. Los botones de control de estas son M+ (sumar a la memoria), M- (restar a la memoria) y MRC (Memory Recall, recupera la memoria). Habitualmente la pulsacin de MRC durante 2 segundos, se elimina la memoria. Desde finales de los aos 1980, las calculadoras simples han sido incorporadas a otros dispositivos de mano, como telfonos mviles, buscapersonas y relojes de pulsera. Estos ltimos fueron popularizados por el Dr. James Buccanon, presidente de la Universidad de Pensilvania.

2) OBJETIVOS2.1) OBJETIVO GENERALComo objetivo general de esta prctica nos planteamos:DISEAR Y ARMAR UNA CALCULADORA BASICA2.2) OBJETIVOS ESPECIFICOS Aplicar nuestros conocimientos aprendidos en la materia SIST. DE COMPUTACION para implementar una calculadora bsica. Realizar nuestro propio diseo de una calculadora que sume y reste. Armar nuestro diseo de la calculadora con componentes bsicos.

3) MARCO TEORICO CONCEPTOS GENERALES3.1) CALCULADORAUna calculadora es un dispositivo que se utiliza para realizar clculos aritmticos. Aunque las calculadoras modernas incorporan a menudo un ordenador de propsito general, se disean para realizar ciertas operaciones ms que para ser flexibles. Por ejemplo, existen calculadoras grficas especializadas en campos matemticos grficos como la trigonometra y la estadstica. Tambin suelen ser ms porttiles que la mayora de los computadores, si bien algunas PDAs tienen tamaos similares a los modelos tpicos de calculadora.3.2) NUMEROS BINARIOSEl sistema binario, en matemticas e informtica, es un sistema de numeracin en el que los nmeros se representan utilizando solamente las cifras cero y uno (0 y 1). Es el que se utiliza en las computadoras, debido a que trabajan internamente con dos niveles de voltaje, por lo que su sistema de numeracin natural es el sistema binario (encendido 1, apagado 0).

3.3) SUMA DOR En electrnica un sumador es un circuito lgico que calcula la operacin suma. En los computadores modernos se encuentra en lo que se denomina Unidad aritmtico lgica (ALU). Generalmente realizan las operaciones aritmticas en cdigo binario decimal o BCD exceso 3, por regla general los sumadores emplean el sistema binario. En los casos en los que se est empleando un complemento a dos para representar nmeros negativos el sumador se convertir en un sumador-substractor (Adder-subtracter).Las entradas son A,B,Cin que son la entradas de bits A y B, y Cin es la entrada de acarreo. Por otra parte, la salida es S y Cout es la salida de acarreo.En la siguiente tabla muestra los resultados de este circuito.EntradaSalida

ABC0C1S

00000

00101

01001

01110

10001

10110

11010

11111

3.4) DISPLAY VISUALIZADORTrmino display en informtica est relacionado con la idea de hacer visible determinados datos que son de utilidad para el usuario (en ingls, display significa mostrar, hacer visible). Una pantalla es el espacio donde se dispone aquella informacin, espacio que en castellano podra ser entendido como visualizador ya que es la porcin visual de los elementos a saber. Hay muchos tipos de displays en los aparatos informticos, pero sin dudas algunos de ellos son ms conocidos y populares, por ejemplo, los que poseen las calculadoras, los relojes digitales o las cajas registradoras de los negocios.

3.5) MEMORIASEn informtica, la memoria (tambin llamada almacenamiento) se refiere a parte de los componentes que forman parte de una computadora. Son dispositivos que retienen datos informticos durante algn intervalo de tiempo. Las memorias de computadora proporcionan una de las principales funciones de la computacin moderna, la retencin o almacenamiento de informacin. Es uno de los componentes fundamentales de todas las computadoras modernas que, acoplados a una unidad central de procesamiento (CPU por su sigla en ingls, central processing unit), implementa lo fundamental del modelo de computadora de Arquitectura de von Neumann, usado desde los aos 1940.En la actualidad, memoria suele referirse a una forma de almacenamiento de estado slido conocido como memoria RAM (memoria de acceso aleatorio, RAM por sus siglas en ingls random access memory) y otras veces se refiere a otras formas de almacenamiento rpido pero temporal. De forma similar, se refiere a formas de almacenamiento masivo como discos pticos y tipos de almacenamiento magntico como discos duros y otros tipos de almacenamiento ms lentos que las memorias RAM, pero de naturaleza ms permanente. Estas distinciones contemporneas son de ayuda porque son fundamentales para la arquitectura de computadores en general.

4) DISEOPrimero necesitamos una lista previa de las partes de nuestra calculadora: Ingreso de datos Teclado Operador (sumador restador) Ver nuestro resultado (display) Grabar nuestros datos.INGRESO DE DATOSPara nuestro ingreso de datos tomamos en cuenta que tenemos q tocar un botn y nuestro numero deseado debe ser ingresado al operador con un visualizador (display) mostrndonos el dado ingresado. Y para ello implementamos un diseo de teclado TOTALMENTE BASICO compuesto con un multiplicador y un descodificado que nos cambie de nmeros binarios a nmeros decimales.

OPERADOR (sumador restador)Para sumar o restar nuestros datos ingresados tuvimos que disear un sumador que con inversores tambin nos pueda realizar la operacin de restador. Para esto usamos muchos componentes: 74LS32, 72LS08, 74LS83, 74LS86.

GRABAR NUESTROS DATOSPara grabar nuestros datos ya sean los datos ingresados y nuestro resultado usamos una memoria que el ingeniero nos vendi 2114le3484 del cual ya vimos su uso en un laboratorio previo.

5) MATERIAL UTILIZADO EN EL DISEO DE LA CALCULADORA (y precios) 1Fuentes de tensin 15V (regulable) 9 Protoboards bs 315 1 Multmetro digital 25 diodos bs 50 3 circuitos integrados 74LS48 bs 33 4 circuitos integrados 74LS83 bs 32 6 circuitos integrados 74LS86 bs 36 1 circuito integrado 74LS32 bs 8 1 circuito itnegrado 74LS08 bs 8 Resistencias bs 5 Dispalys ctodo comn. bs 30 Conectores Un circuito integrado de la memoria 2114 bs 25 Cables de conexin. Leds. Swichts bs 50

Total de precio bs 592

6) ARMADO DE LA CALCULADORA BASICAPrimero comenzamos armando nuestro teclado siguiendo nuestro diseo en proteus.

Como podemos ver usamos los swichts, un 74ls00, un descodificador y un display catodo comn.

Vamos armando poco a poco y probando los datos y nuemros ingresados.

Ah podemos ver que nuestro teclado responde conrrectamente al orden numrico cuando colcocamos 3.

El numero 4

El numero 6

En la siguiente foto podemos apreciar el teclado ya terminado.

Aca tenemos nuestros 2 teclados para nuestro ingreso de nmeros a neustro sumador restador.

Cada teclado es un teclado numrico donde tenemos los nmeros del 0 al 9. En su diseo usamos componentes totalmente bsico por lo que nos llevo mucho tiempo,trabajo armarlo y hacerlo funcionar con pura multiplicaciones de nmeros binarios o entradas 0 / 1.

OPERADOR (SUMADOR RESTADOR)Comenzamos armando nuestro operador siguiendo nuestro diseo de proteus.

Como podemos apreciar a la izquierda de la foto tenemos imprimido nuestro diseo de proteus el cual seguimos paso a paso para armarlo.

Nuestro operador a punto de estar terminado y ponerlo a prueba.

Nuestra calculadora bsica con operaciones de suma y resta del 0 al 9 esta termianda.

5) CONCLUSIONES El armado de y diseo de esta calculadora requiere conocimientos previos de electrnica lineal I, conocimiento de lgica binaria, anlisis de circuitos, partes de sistemas digitales I y sobretodo sistemas de computacin. Cada parte de la calculadora tiene su propio diseo y armado por separado, la calculadora en su totalidad est compuesta de dichos diseos es decir: teclado, operador (sumador restador) y memoria. 6) RECOMENDACIONESCon la experiencia que nos dejo el presente trabajo recomendamos que para futuros trabajos se tenga claro el objetivo y lo que se quiere lograr tomando muy en cuenta las herramientas que tenemos a disposicin. 7) BIBLIOGRAFIAPAGINAS WEBSe visit las siguientes pginas web: http://es.wikipedia.org/wiki/Transistor_de_efecto_campo http://www.circuitstoday.com/wp-content/uploads/2009/08/fet-field-effect-transistor.jpg http://www.electronicafacil.net/tutoriales/TRANSISTOR-FET.php http://www.slideshare.net/projectronicsuvm/polarizacin-fet-1765772 http://www.wordreference.com/definicion/polarizar http://html.rincondelvago.com/transistores_1.html http://www.abcdatos.com/tutoriales/tutorial/z1633.html http://www.sc.ehu.es/sbweb/electronica/elec_basica/default.htm http://www.electronicafacil.net/tutoriales/El-transistor.php http://es.wikipedia.org/wiki/Calculadora http://www.ayudadigital.com/Documentos-formularios/calculadora_cientifica.htm http://www.taringa.net/posts/downloads/1649317/Proteus-Diseno-y-dibujo-de-plaquetas-Electronica.html

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