Practica 10.Multiplicador y Multiplexación del Teclado Matricial.

INTRODUCCIÓN

La multiplexación del teclado permite la obtención de dos datos como si se tratase de el uso de memorias o de dos teclados,pero implementando un solo teclado a la entrada. Para este caso los datos que se van a obtener son dos números que ingresa el usuario, dichos números serán multiplicados entre si y el resultado de la operación sera mostrado en tres displays 7 segmentos haciendo uso de la visualizaron dinámica. 

OBJETIVO

Realizar el diseño y su respectivo montaje de un componente que permita obtener la multiplexacion del teclado, un componente multiplicador y visualización dinámica , usando el teclado matricial como entrada y  display siete segmentos como salida.

MATERIALES

1. Protoboard
2. Resistencias
3. Display 7 segmentos
4. Cable
5. PSoC 
6. PSoC Creator
7. Teclado matricial
8. Dip switch
9. Decodificador de teclado matricial a binario.            (Componente hecho en Psoc Creator.)
10. Decodificador teclado matricial a hexadecimal.        (Componente hecho en Psoc Creator.)
11. Multiplexor 8 a 1.                                                       (Componente hecho en Psoc Creator.)
12. Multiplexor 16 a 4.                                                     (Componente hecho en Psoc Creator.)
13. Compuertas lógicas                                                    (Componente hecho en Psoc Creator.)
14. Multiplicador                                                              (Componente hecho en Psoc Creator.)  
15. Basic counter.                                                             (Componente hecho en Psoc Creator.)

DESARROLLO 

Antes de realizar la multiplexacion del teclado, se procedió a diseñar e implementar un circuito que multiplique dos números que serán ingresados mediante dip swicth con la finalidad de entender el paso a paso y el funcionamiento de cada uno de los componentes que tendrá el circuito final.

MULTIPLICADOR:

(Componente multiplicador.)

A continuación se  muestra el circuito interno del componente:

(Circuito interno multiplicador)

Como se observa, para la implementación del multiplicador, se hace uso de sumadores de 4 bits y compuertas AND's las cuales cumplen con el mismo procedimiento que se lleva a cabo al realizar una multiplicación  de la manera mas intuitiva.

(Multiplicación de dos numeros de 4 bits)

Para ir mas a fondo y comprender todo el circuito y su componentes se procede a explicar la formación de los sumadores.

SUMADOR 4 BITS

(Componente sumador 4 bits)

(Circuito interno sumador 4 bits)

Para la realización del sumador de 4 bits fue necesario utilizar el componente "Sumador" el cual es un sumador completo de un bit que se explica a continuación:

(Sumador de 1 bit)

(Circuito interno del sumador de 1 bit)

Finalmente se muestra el funcionamiento del multiplicador una vez se ha programado el PsoC y se realiza su respectivo cableado.

MULTIPLEXACION DEL TECLADO

Durante la multiplexación del teclado matricial se realizaron varias modificaciones a causa de diversos problemas que se presentaron, uno de los mas reiterativos fue el hecho de modificar el primer numero a la hora de ingresar el segundo numero, es decir que a grandes rasgos, el circuito no "guardaba" los números ingresados por el usuario, para solucionar esto se intento con diversas configuraciones de los pines de entrada, con un tri-estado, debouncer entre otras.

Finalmente se recurrió a implementar una compuerta AND la cual va a funcionar como selector, el cual va a habilitar o des habilitar el uso del teclado matricial, quedando de la siguiente manera:

(Componente teclado matricial con selector)

(Circuito interno del teclado matricial )

Se procede a realizar la multiplexacion del teclado matricial con el siguiente componente:

(Teclado multiplexado, circuito interno)

(Componente teclado multiplexado)

A continuación se muestra el montaje final, utilizando cada uno de los elementos anteriormente explicados:

(Circuito final)

Una vez mas se presento un problema y es que el montaje ocupaba mas de la capacidad de prevención de la PsoC de manera que fue necesario dividir el montaje en dos circuitos que fueron programados en dos PsoC y conectados de manera física. Finalmente se consiguió completar la practica con éxito.