UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PANAMÁ CENTRO REGIONAL DE AZUERO
FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA LICENCIATURA EN INGENIERÍA ELECTROMECÁNICA
Circuitos Lógicos Electrónicos
Compuertas Lógicas
Preparado por: Baule R; Edison
6-714-1956
Rodríguez F; Cheyn
6-714-364
Profesora: Dayra Peña
Grupo 7IE141
Año Lectivo 2012
INTRODUCCIÓN Dentro de la electrónica digital, existe un gran número de problemas a resolver que se repiten normalmente. Por ejemplo, es muy común que al diseñar un circuito electrónico necesitemos tener el valor opuesto al de un punto determinado, o que cuando un cierto número de pulsadores estén activados, una salida permanezca apagada. Todas estas situaciones pueden ser expresadas mediante mediante ceros y unos, y tratadas mediante mediante circuitos digitales. Este informe trata y ayuda a conocer de una manera clara el manejo de las compuertas lógicas como una poderosa herramienta, en el uso e lectrónico. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Los elementos básicos de cualquier circuito digital son las compuertas lógicas, y es por esto que se presentará en este informe del laboratorio realizado como representar por ejemplo la manera de obtener una compuerta OR de 2 compuertas AND. También podremos combinar las compuertas lógicas simples, y así poder obtener una combinada, y de esa manera saber básicamente de qué forma podrían estar integradas internamente estas compuertas. En este laboratorio aprendimos a usar Isis Proteus que es un simulador de circuitos digitales, pero más importante que esto es que pudimos diseñar, mejor dicho obtener compuertas a partir de otras compuertas más simples.
OBJETIVOS
Describir la operación de las tablas de la verdad para las compuertas AND, NAND, OR, NOR y construirlas.
Escribir las combinaciones de compuertas lógicas en un circuito simple y obtener compuertas combinadas.
Analizar los resultados experimentales.
Formar una capacidad de análisis critica, para interpretar de una manera óptima los resultados obtenidos, de una forma lógica como analítica.
MARCO TEORICO Una compuerta lógica es un dispositivo que nos permite obtener resultados, dependiendo de los valores de las señales que le ingresemos. Es necesario aclarar entonces que las compuertas lógicas se comunican entre sí (incluidos los microprocesadores), usando el sistema BINARIO. Este consta de solo 2 indicadores 0 y 1 llamados BIT dado que en electrónica solo hay 2 valores equivalentes 0=0V y 1=5V (conectado-desconectado). Es decir que cuando conectamos una compuerta a el negativo equivale a introducir un cero (0) y por el contrario si derivamos la entrada a 5v le estamos enviando un uno (1). Ahora para comprender como se comporta cada compuerta se debe ver su tabla de verdad. Esta nos muestra todas las combinaciones lógicas posibles y su resultado. La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Cada una de las compuertas lógicas se las representa mediante un Símbolo, y la operación que realiza (Operación lógica) se corresponde con una tabla, llamada Tabla de Verdad, veamos la primera.
Compuertas Lógicas Combinadas Al agregar una compuerta NOT a cada una de las compuertas anteriores los resultados de su respectiva tabla de la verdad se invierten, y dan origen a tres nuevas compuertas llamadas NAND, NOR y NOR-EX. Veamos ahora como son y cuál es el símbolo que las representa.
Compuerta NAND Responde a la inversión del producto lógico de sus entradas, en su representación simbólica se reemplaza la compuerta NOT por un círculo a la salida de la compuerta AND.
Compuerta NOR El resultado que se obtiene a la salida de esta compuerta resulta de la inversión de la operación lógica o inclusiva es como un no a y/o b . Igual que antes, solo agregas un círculo a la compuerta OR y ya tienes una NOR.
Compuerta NOR-EX Es simplemente la inversión de la compuerta OR-EX, los resultados se pueden apreciar en la tabla de verdad, que bien podrías compararla con la anterior y notar la diferencia, el símbolo que la representa lo tienes en el siguiente gráfico.
PROCEDIMIENTO 2.1 Implementar la función lógica OR utilizando sólo compuertas NAND:
Implemente en protoboard el circuito.
Manipule el estado de los conmutadores que representan las variables binarias (A1 y B1), observe y anote el estado lógico del Led en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A1 B1 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 1 1 1 1 0
Implemente en Proteus Isis el circuito del siguiente circuito.
Manipule los controles de estado lógico (A1 y B1) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A1 B1 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 1 0 1 1 1
Morgan X
A B
X
A B
X
A
B
Para el circuito lógico de la figura anterior, plantea y deduzca la expresión algebraica que corresponde a la función lógica S1 en función de A1 y B1. S1
A1 B1
2.2 Implementar la función lógica AND utilizando solo compuertas NOR:
Implemente en protoboard el circuito.
Manipule el estado de los conmutadores que representan las variables binarias (A2 y B2), observe y anote el estado lógico del Led en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A2 B2 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 2 0 0 0 1
Implemente en Proteus Isis el circuito de la figura.
Manipule los controles de estado lógico (A2 y B2) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A2 B2 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 2 0 0 0 1
Morgan X
A B
X
AB X
A B
Para el circuito lógico de la figura anterior, plantea y deduzca la expresión algebraica que corresponde a la función lógica S2 en función de A2 y B2. S2
A2
B2
2.3 Implementar el Teorema de D’MORGAN caso 1:
Implemente en Proteus Isis el circuito del siguiente circuito.
Manipule los controles de estado lógico (A3 y B3) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A3 B3 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 3 0 1 1 0
Implemente en Proteus Isis el circuito de la figura.
Manipule los controles de estado lógico (A3 y B3) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A3 B3 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 3 1 1 1 0
Morgan X
A B
X
A B
Para el circuito lógico de la figura anterior, plantea y deduzca la expresión algebraica que corresponde a la función lógica S3 en función de A3 y B3. S3
A3
B3
2.4 Implementar el Teorema de D’MORGAN caso 1:
Implemente en Proteus Isis el circuito del siguiente circuito.
Manipule los controles de estado lógico (A4 y B4) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A4 B4 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 4 1 0 0 0
Implemente en Proteus Isis el circuito de la figura.
Manipule los controles de estado lógico (A4 y B4) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A4 B4 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 4 1 0 0 0
Morgan X
A B
X
A B
Para el circuito lógico de la figura anterior, plantea y deduzca la expresión algebraica que corresponde a la función lógica S4 en función de A4 y B4. S4
A4
B4
2.5 Implementar la función lógica XOR utilizando las compuertas AND, OR y NOT:
Implemente en Proteus Isis el circuito del siguiente circuito.
Manipule los controles de estado lógico (A5 y B5) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A5 B5 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 5 0 1 1 0
Implemente en Proteus Isis el circuito de la figura.
Manipule los controles de estado lógico (A5 y B5) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A5 B5 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 5 0 1 1 0
2.6 Implementar la función XNOR utilizando las compuertas AND, OR y NOT
Implemente en Proteus Isis el circuito del siguiente circuito.
Manipule los controles de estado lógico (A6 y B6) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A6 B6 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 6 1 0 0 1
Implemente en Proteus Isis el circuito de la figura.
Manipule los controles de estado lógico (A6 y B6) que representan las variables binarias, observe y anote el estado del probador lógico en la tabla de la verdad.
Tabla de la verdad Entradas A5 B5 0V 0V 0V 5V 5V 0V 5V 5V
Salida Led 5 1 0 0 1
Para el circuito lógico de la figura anterior, plantea y deduzca la expresión algebraica que corresponde a la función lógica S6 en función de A6 y B6. S6
( A6 B6 ) ( A6 B6 )
CONCLUSIONES Luego de realizada esta experiencia pudimos llegar a las siguientes conclusiones:
Con este laboratorio pudimos observar que a partir de compuertas sencillas podemos obtener otras compuertas un poco más complejas, esto es de suma importancia en el caso que tengamos que armar circuitos y ciertos tipos de las mismas no estén en el mercado.
Aplicamos las leyes de Morgan en este informe, que en pocas palabras no es más que una ley para reducir la expresión del circuito (la salida) a una expresión más corta y que cumpla con la tabla de la verdad del mismo.
Por otra parte aprendimos a utilizar el ISIS PROTEUS, que es un programa para simular circuitos digitales y así pudimos comprobar tanto los circuitos simulados como los armados en protoboard.
Con ayuda de los apuntes de las clases pudimos resolver las ecuaciones de las diferentes compuertas pudiendo así escribir una ecuación de salida, y con la ayuda de las Leyes de Morgan antes mencionadas reducimos esa expresión.
Como ya hemos visto, los circuitos digitales solo funcionan con 0 y 1, muy ventajoso en el caso de las calculadoras y computadoras. computadoras.
BIBLIOGRAFÍA Apuntes tomados en clases.
