UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian Cristhian David, Parra Vega Vega Cindy Katherine. Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND
APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND Informe 1 - Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine.
Las funciones lógicas generan una ventaja fundamental en las herramientas digitales ya que resumen en muy pocos componentes composiciones matemáticas que antes ocuparían salones completos, para entender el comportamiento básico pero fundamental de las compuertas se tendrán en cuenta las funciones básicas de la base numérica binaria (lenguaje maquina), con lo cual se proseguirá a estudiar teóricamente el comportamiento de las funciones NAD, NOT,OR, XOR, XNOR a partir de la compuerta universal NAND, para en acto seguido realizar el montaje experimental de las mismas utilizando la compuerta NAND LS7400. Resumen
—
Compuerta, Función, lógica, entradas y salidas. Palabras
Clave —
Abstract — The logic functions generate a key advantage in digital tools as are summarized in very few components, mathematical compositions that before occupied full halls, to understand the basic but fundamental behavior of gates will be considered the basic functions of the binary number base (language machine), which theoretically be continued to study the behavior of NAD functions, NOT, OR, XOR, XNOR from universal NAND gate for performing thereupon in the experimental setup using the same NAND gate LS7400.
Keywords — Gate, function, logic inputs and outputs.
I. OBJETIVOS
Reforzar los conocimientos aprendidos sobre las funciones lógicas, tales como NOT, AND, OR, NOR, EXOR, EXNOR.
Establecer la importancia de las compuertas lógicas aplicadas en los dispositivos digitales.
Reconocer la simbología de las compuertas lógicas, para realizar esquemáticos y simulaciones adecuadas.
II. INTRODUCCIÓN En los circuitos digitales es posible aplicar proposiciones lógicas, cuando dichas proposiciones se combinan es posible formar funciones lógicas. Para crear las proposiciones lógicas se deben cumplir ciertas condiciones específicas, de otra forma no se aplicaría la lógica. Existen siete tipos de compuertas lógicas lógicas (AND, OR, XOR, NAND, NOR, XNOR, NOT), tres de estos son denominadas compuertas lógicas básicas (AND, OR y NOT) y a partir de estas se realizan las posibles combinaciones de las cuales se basa la electrónica digital actual. [1]
III. MARCO TEÓRICO Los circuitos digitales funcionan en su mayoría por métodos matemáticos tan básico como son los dígitos unos y ceros, donde en la lógica digital el primero significa un ALTO (verdadero) y el segundo BAJO (falso). Sabiendo esto una compuerta lógica es un dispositivo electrónico que cumple las funciones booleana, que al igual que en el álgebra tradicional se pueden realizar sumas, multiplicaciones, niegan o afirman, incluyen o excluyen según la propiedad lógica que las gobierne. Las compuertas lógicas fundamentales son AND, OR Y NOT, pero realizando diferentes operaciones con cada una de
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UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND estas se pueden obtener las compuertas NOR, NAND, XOR y XNOR.
COMPUERTA LOGICA AND:
Este tipo de compuerta genera salidas de un nivel alto siempre que las entradas sean igualmente entradas altas, en caso contrario la salida será baja, por lo tanto se puede deducir que el comportamiento de esta compuerta lógica es el resultado del producto de las entradas.
ENTRADA(A) ENTRADA(B)
componentes de entrada, y solo se obtendrán salidas bajas si las dos entradas son 0. ENTRADA(A)
ENTRADA(B)
SALIDA (Y)
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1 1 Tabla 3, Tabla de verdad función OR
1
SALIDA (Y)
0
0
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
Tabla 1, Tabla de verdad función AND
Ilustración 3, simbologia Compuerta logica OR
Otros tipos de compuertas son generados a partir de las compuestas básicas vistas entre las más importantes son NOR, NAND, XOR y XNOR.
Ilustración 1, simbologia Compuerta logica AND
2
COMPUERTA LOGICA NOT
Este tipo de compuerta cambia de un nivel lógico a su opuesta, si la entrada es uno su salida será cero y viceversa, es importante aclarar que esta función solo funciona con una sola variable de entrada, por las características ya mencionadas también se le conoce como inversor. ENTRADA(A)
SALIDA (Y)
0
1
1
0
COMPUERTA NOR
La compuerta NOR no es más que la misma compuerta OR con su funcionamiento lógico pero para la salida utilizan un inversor lo que ayuda a resumir varias funciones en una sola. ENTRADA(A)
ENTRADA(B)
SALIDA (Y)
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1 1 0 Tabla 4, Tabla de verdad Función NOR
Tabla 2, Tabla de verdad función NOT Ilustración 4, Simbología Compuerta lógica NOR
COMPUERTA LOGICA OR
Este tipo de compuerta tiene COMPUERTA NAND como característica fundamental tener salidas altas (uno) si aunque sea Ilustración 2, Simbología Compuerta lógica NOT. Este tipo de una de sus entradas es alta, por compuerta no es lo que su comportamiento de más que la salida es la suma de sus
UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND abreviación de una compuerta AND y un NOT, por lo que tiene el mismo comportamiento lógico que una AND pero su salida es el inverso de esta. ENTRADA(A)
ENTRADA(B)
SALIDA (Y)
0
0
1
1
0
1
0
1
1
1 1 0 Tabla 5, Tabla de verdad función NAND.
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solamente alta si sus entradas son diferentes de lo contrario las salidas serán bajas. [2]
ENTRADA(A)
ENTRADA(B)
SALIDA (Y)
0 0 Compuerta 0 Ilustración 7, Simbología lógica XOR 1 0 1 0
1
1
1
1
0
Tabla 7, Tabla de verdad función XOR
Ilustracion 5, Simbología Compuerta lógica NAND
Tabla 6, Tabla de verdad Funcion XOR
IV. MONTAJES
Simulación de circuitos propuestos:
COMPUERTA XNOR
La compuerta XNOR es una NOR exclusiva lo que traduce que su salida será solamente alta si sus entradas son iguales, de lo contrario las salidas serán bajas. ENTRADA(A)
ENTRADA(B)
SALIDA (Y)
0
0
1
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1. Circuito (NOT)
Tabla 6, Tabla de verdad función XNOR.
Ilustración 6, Simbología Compuerta lógica NOR
COMPUERTA XOR
La compuerta XOR es una OR exclusiva lo que traduce que su salida será
Ilustración 8, Simulación de circuitos propuestos (NOT)
2.
Circuito (AND)
UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND 5. Circuito (XOR)
Ilustración 9, Simulación de circuitos propuestos (AND)
3. Circuito (OR)
6. Circuito (XNOR)
Ilustración 10, Simulación de circuitos propuestos (OR)
4.
Circuito (NOR)
Ilustración 11, Simulación de circuitos propuestos (NOR)
Ilustración 13, Simulación de circuitos propuestos (XNOR)
Desarrollo experimental
Ilustración 12, Simulación de circuitos propuestos (XOR)
4
UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND 1. Circuito (NOT)
3. Circuito (OR)
2.
4.
Circuito (NOR)
5.
Circuito (XOR)
Circuito (AND)
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distintas funciones las cuales funcionan de acuerdo a sus tablas de verdad, por ejemplo uniendo las entradas y salidas de 4 funciones lógicas NAND se obtiene una función lógica XOR. Para comprobar que las simulaciones y los montajes estén correctamente realizados se analizara cuando el led prende (salida 1) y cuando no lo hace (salida 0), por medio de la tabla de verdad.
6.
Circuito (XNOR)
Por ello en el circuito 1 (NOT) cuando las entradas son 1 el led se apaga, cuando las entradas o una de ellas son 0 el led enciende. En el circuito 2 (AND) cuando las entradas son 1 el led enciende, cuando estas o una de ellas son 0 se apaga. En el circuito 3 (OR) cuando las entradas son 0 el led se apaga y cuando son 1 el led enciende. En el circuito 4 (NOR) cuando todas las entradas del circuito son 0 la salida será un 1 por ello el led se prendera. En el montaje del circuito 5 (XOR) cuando las entradas son 1 y 0 la salida de acurdo con las tablas de verdad será 1 por ello el led encenderá, cuando las dos entradas son 1 el led se apagara. En el sexto circuito (XNOR) si las entradas son 1 la salida será 1 y el led encenderá, cuando una de las entradas es 1 y la otra 0 el led no encenderá.
V. ANALISIS DE RESULTADOS Se desarrolló cada montaje con los implementos necesarios, en busca del refuerzo de los conceptos aprendidos en la teoría. El integrado empleado es el 7400, el cual implementa una conjunción lógica negada, por medio de dicha lógica se pueden crear
VI. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES Por medio de la práctica realizada se reforzó los conocimientos adquiridos de las funciones lógicas, su definición, utilidad y uso, comprendiendo que a partir de las funciones lógicas básicas NOT, AND Y OR, es posible crear otras que pueden ser muy útiles e incluso pueden simplificar algunos circuitos. Al momento de simular en el Software Multisim se identificó e implemento la representación de las compuertas lógicas
UNIVERSIDAD MANUELA BELTRÁN Carrasco Villalba Cristhian David, Parra Vega Cindy Katherine. APLICACION DE LA COMPUERTA UNIVERSAL NAND usadas para los circuitos montados y en el momento de realizar y comprobar los montajes se verifico que estos correspondían a las funciones correspondientes. Se recomienda para el trabajo con compuertas lógicas tener previo conocimiento sobre el funcionamiento interno de estas, es decir cuales pines corresponden a las entradas, salidas, VCC y GND.
VII. RECONOCIMIENTO Los autores del presente informe, expresan sus agradecimientos al docente de laboratorio Diego Rivera, al docente de teoría Robin Blanco y a todo el equipo del laboratorio de circuitos por el apoyo brindado en el proceso y la elaboración de las prácticas en el laboratorio.
VIII. REFERENCIAS [1] T. FLOYD, “Operaciones lógicas básicas,” en FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES, Ed. Prentice Hall, séptima edición., 2000, pp. 1517. [2] R. TICCI, “Compuertas lógicas y algebra booleana,” en SISTEMAS DIGITALES, pp. 48-63.
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