ENTRENADOR PARA COMPUERTAS LOGICAS
INTRODUCCION Este trabajo invita al lector a conocer de una manera concisa el manejo de las compuertas lógicas como una poderosa herramienta, en el uso electrónico. El entrenador para compuertas lógicas, son Símbolos de puertas lógicas Tablas de verdad, Circuitos Integrados, Lógicos Puerta !T "inversor#Puerta $% Puerta $% Puerta !& Puerta !& Puerta E'(!& "E)clusive !&# Puerta E'(!& Tabla resumen Combinación de puertas lógicas Sustitución de un tipo de puerta por otro E*uivalencia con puertas $% Las puertas lógicas procesan se+ales las cuales representan un valor verdadero also ormalmente la tensión positiva de la uente -s representa el valor verdadero / los 0 el also. Las letras ma/1sculas en las puertas lógicas son normalmente usadas para dejar claro *ue el t2rmino se reiere a una puerta lógica. En ese orden de idea en este trabajo conoceremos el comportamiento de las compuertas !T, 3ES, $%, $%, !&, !&, / E'!&.
JUSTIFICACION
OBJETIVOS
!45ETI! 6EE&$L Conocer todas las puertas lógicas, su simbología / sus características de uncionamiento
!45ETI! ESPECI7IC! •
•
•
•
$nali8ar el circuito.
%escribir la logica de las tablas de verdad para las compuertas !T, 3ES, $%, $%, !&, !&, E'!& / comprobarlas e)perimentalmente.
$nali8ar los resultados e)perimentales.
%esarrollar una capacidad de an9lisis critica, para interpretar de una manera óptima los resultados obtenidos.
MARCO TEORICO
:na compuerta lógica, es un dispositivo electrónico el cual es la e)presión ísica de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada puerta lógica consiste en una red de dispositivos interruptores *ue cumple las condiciones booleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutación integrados en un chip. Tablas de verdad :na tabla de verdad es una tabla *ue nos muestra la manera en *ue reacciona la salida de una compuerta o circuito lógico, en unción de sus entradas. En la tabla se describen todas las posibles variables de entrada / las consiguientes variables de salida. !peraciones Lógicas Las operaciones lógicas b9sicas son ; !& "suma#, $% "multiplicación# / !T "negación#, Tomando como base la operación *ue ejecutan, se le da a cada compuerta su nombre / símbolo en un diagrama, veamos con m9s detalle cada una de ellas< !peración !& "-# Tomemos una compuerta con dos entradas "ariables $ / 4#, / una salida "ariable =#, al reali8ar la operación !& sobre las entradas $, 4, el valor de la salida, = sería<
= > $ - 4 "o de manera gr9ica# = > $ !& 4
La siguiente tabla representa la tabla de verdad para una compuerta tipo !&, / su símbolo gr9ico.
La tabla de verdad nos lleva a la conclusión de *ue si cual*uiera de las entradas de una compuerta !& es $LT$, la salida tambi2n ser9 $LT$? cual*uier otra combinación nos dar9 una salida 4$5$. Por lo *ue podríamos resumir la operación !& como< Si $ o 4 son @, = ser9 @. = > $ - 4 se AtraduciríaA como = es igual a $ m9s 4. La operación !& es b9sicamente una suma, pero como sólo podemos tener 0 o @, la suma de @ - @ ser9 siempre igual a @. Si nuestra compuerta tuviera m9s entradas, la operación sería la misma, por ejemplo< = > $ - 4 - C - % se AtraduciríaA como = es igual a $ m9s 4 m9s C m9s %. = > @ - @ -@ - @ > @
!peración $% Tomemos una compuerta con dos entradas "ariables $ / 4#, / una salida "ariable =#, al reali8ar la operación $% sobre las entradas $, 4, el valor de la salida, = sería<
= > $ B 4 "o de manera gr9ica# = > $ $% 4
La siguiente tabla representa la tabla de verdad para una compuerta tipo $%, / su símbolo gr9ico.
La tabla de verdad nos lleva a la conclusión de *ue si todas las entradas de una compuerta $% son $LT$S, la salida tambi2n ser9 $LT$, cual*uier otra combinación nos dar9 una salida 4$5$. Por lo *ue podríamos resumir la operación $% como< Si $ / 4 son @, = ser9 @ = > $ B 4 se AtraduciríaA como = es igual a $ por 4. La operación $% es b9sicamente una multiplicación, pero como sólo podemos tener 0 o @, la suma de @ B @ siempre ser9 igual a @. Si nuestra compuerta tuviera m9s entradas, la operación sería la misma, por ejemplo< = > $ B 4 B C B % se AtraduciríaA como< = es igual a $ por 4 por C por %. = > @ B@ B @B @ > @ !peración !T Tomemos una compuerta !T, este tipo de compuertas sólo tienen una entrada, nuestra salida siempre ser9 el opuesto a la entrada, al reali8ar la operación !T en la entrada, el valor de ' sería<
= > $ egada "o de manera gr9ica# = > $
La siguiente tabla representa la tabla de verdad para una compuerta tipo !T, / su símbolo gr9ico.
La tabla de verdad nos lleva a la conclusión de *ue la salida de una compuerta !T "Inversora# siempre ser9 el nivel contrario a la entrada.
Compuerta !& La segunda imagen anterior nos muestra el proceso de unión de las compuertas !& / !T para darnos como resultado la compuerta !&.
La tabla de verdad nos revela la dierencia entre una compuerta !& / una !&. La salida de una compuerta !& es la inversión "negación# de la salida !&, en cual*uier combinación de las entradas. Por lo tanto, l as e)presiones serían, las anteriores. Compuerta $% La segunda imagen anterior nos muestra el proceso de unión de las compuertas $% / !T para darnos como resultado la compuerta $%.
La tabla de verdad nos revela la dierencia entre una compuerta $% / una $%.
La salida de una compuerta $% es la inversión "negación# de la salida $%, en cual*uier combinación de las entradas. Por lo tanto, las e)presiones serían, las anteriores.
ANTECEDENTES Los sistemas digitales est9n compuestos de una serie de circuitos integrados *ue ejecutan instrucciones para controlar sistemas mec9nicos, el2ctricos, neum9ticos entre otros. La base de los sistemas digitales son los operadores lógicos *ue dan orma a sistemas *ue obedecen a tablas de verdad, entre otras operaciones? dan como resultado, un proceso digital *ue a trav2s de adecuados circuitos de acoplamiento, interact1an como etapa de control sistemas de procesamiento de datos, como dispositivos decodiicadores para e)hibidores de siete segmentos, entre otros. Los sistemas digitales como ciencia, se basan en la teoría de conjuntos / el 9lgebra de 4oole, la cual est9 soportada mediante una cantidad suiciente de teoremas / postulados *ue permiten trabajar con el sistema binario en donde el universo digital de n1meros se reduce a sólo 0s / @s. %e esta orma es relativamente 9cil trabajar la electrónica digital en el sistema binario *ue con el sistema decimal. En el sistema binario solamente se utili8an dos n1meros< el 0 / el @ para representar las cantidades, de ahí su denominación de binario. $ estos n1meros se les conoce como bits.
METODOLOGIA
RESULTADO El resultado *ue obtuvimos en este pro/ecto ue conocer / aprender e)perimentalmente, el uncionamiento de cada una de las compuestas lógicas, la tabla de verdad / su valor e importancia de cada una de ellas.
El desarrollo / montaje del entrenador nos permitió aprender t2cnicas de elaboración de circuitos impresos, montajes de prototipo electrónico, trabajo en e*uipo.
CRONOGRAMA
ACTIVIDAD ontura en protoboard. Pasando el circuito a live Dire. Impresión del plano. uema del circuito. ontura del circuito.
Dia 14/05/15
Dia 18/05/15
Dia 22/05/15
Dia 25/05/15
Dia 05/06/15
Dia 6
Dia 7
MATERIALES
1 @ circuito integrado C%F0FG "IC@#. 2 @ circuito integrado C%F0H0 "IC#. ! @ circuito integrado C%F0@@ "IC;#. 4 @ circuito integrado C%F0J@ "ICF#. 5 @ circuito integrado C%F00@ "ICH#. 6 @ circuito integrado C%F0FK@ "IC#. 7 @ circuito integrado C%F0K0 "ICK#. 8 @ diodo rectiicador r9pido @F@FJ "%@#. " @ diodo LE% amarillo de Hmm "%#. 10 F diodos LE% verde de H mm "%; a %#. 11 F diodos LE% rojos de Hmm "%K a %@0#. 12 H resistencias de FK0 M @NFO "&@ a &H#. 1! F resistencias de @ M @NFO "& a &G#. 14 H interruptores de corredera pe*ue+os de polos posiciones "S@ a SH#. 15 @ conector de alimentación C$NCC "5@#. 16 socets en línea de J pines "5 / 5;#. 17 FF socets en línea de pines "5F a 5FK#. 18 @ circuito impreso CEQIT reerencia E7(K. 1" @ batería cuadrada de G "4@#. 20 @ conector para batería de G. 21 @ soporte para batería de G. 22 F patas de caucho grandes. 2! F tornillos milim2tricos de ;)@. 24 tornillos milim2tricos de ;)K. 25 tuercas de ; mm.
DETALLE
PRESUPUESTO CANTIDAD VALORR UNITARIO
VALOR TOTAL
C#$%#&'&(') *a+i#) R')i)('&,ia T')('+ Pa)(a -' )#.-a-+a Di#-# IM4148 P+#(##a+Ci+,i(# 4070 P.a'(a 2822 C.#++# 3++i,# P.a'(a B+#,a S#.-a-+a E&*i -' ,i+,i(# C#&',(#+') Si(,9 R')i)('&,ia 1/4: P.a'(a 20;20 A,i-# VTP S#.-a-#+ Ci+,i(# 4011 A,i-#
;H.F00 H @ @
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@F.000 @.00 @.00 F00 F.00 ;.000 ;.000 @.F00 .F00 ;.00 1!!600
@ @F ; F @ ; @ F TOTAL
H00 @F.G00 @.00 @00
