Universidad Nacional Abierta y a Distancia - UNAD Junio 2013 ÍNDICE INTRODUCCIÓN ........................................................................................................................ 2 OBJETIVOS ................................................................................................................................. 3 CONTENIDO ................................................................................................................................ 4 CONCLUSIONES......................................................................................................................
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BIBLIOGRAFIA .......................................................................................................................... 16
INTRODUCCIÓN Complementando el estudio del curso Sistemas Digitales Básicos, y con la capacidad de describir como estudiantes de manera suficiente las nociones, los conceptos y los procedimientos necesarios para el análisis y diseño de circuitos digitales, en el siguiente trabajo se podrá evidenciar el diseño de un circuito lógico basado en ideas renovadas y actualizadas de los integrantes que lo conforman, solucionando dos problemas en los cuales se propone un diseño e implementación de los circuitos digitales por medio de tablas de verdad, circuitos lógicos y diagramas de conexión demostrando el funcionamiento de los mismos.
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OBJETIVOS
Elaborar el diseño de circuitos lógicos mediante problemas planteados, indicando su tabla de verdad, su simplificación, su circuito lógico, su diagramada de conexión y demostrar su funcionamiento. Diseñar en grupo ideas renovadas, actualizadas y que busquen senderos válidos a la hora de tomar decisiones referentes al diseño e implementación de circuitos electrónicos digitales. Diseñar e implementar circuitos digitales para la producción de procesos que sean útiles para nuestro conocimiento Familiarizarnos con el diseño de circuitos electrónicos y sus diferentes procesos Tener idea de creación de circuitos que nos permitan ser útiles a futuro Actualizar y buscar soluciones para problemas reales que nos permitan destacarnos en nuestras profeciones
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CONTENIDO Actividades a Realizar: Realizar el diseño e implementación de los circuitos digitales de los problemas planteados. El grupo colaborativo debe elaborar un documento que contenga lo siguiente: Tabla de Verdad Simplificación Circuito lógico Diagrama de Conexión Demostración del funcionamiento del circuito Listado de dispositivos electrónicos utilizadas en el diseño e implementación de los circuitos electrónicos. Especificaciones técnicas de cada uno de los dispositivos electrónicos utilizados.
Problema # 1 En una planta industrial se realiza el proceso de calentamiento de cuatro tanques denominados T1, T2, T3 y T4. Para detectar si el líquido de los tanques T1 y T2 sobrepasa el nivel predeterminado, el sistema cuenta con sensores de nivel de líquido. Existen sensores de temperatura en los tanques T3 y T4, los cuales indican cuando la temperatura en los mismos está por debajo del límite permitido. En el sensor de nivel de líquido las salidas T1 y T2 son BAJAS, cuando el nivel está dentro del rango permitido y ALTAS cuando el nivel es demasiado alto. Por otro lado, las salidas de los tanques T3 y T4 del sensor de temperatura son BAJAS, cuando está dentro del rango establecido, y ALTAS cuando la temperatura es demasiado baja. El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta en marcha el circuito lógico que cumpla con lo siguiente:
El circuito lógico debe detectar cuando el nivel de los tanques T1 o T2 es muy alto, y al mismo tiempo que la temperatura en el tanque T3 o T4 es muy baja.
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SOLUCIÓN Tabla para sistemas de tanques TABLA DE LA VERDAD T1
T2
T3
T4
S
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0
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1
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Expresión lógica. SALIDA=T2T4+T1T4+T2T3+T1T3=T4(T1+T2)+T3(T1+T2)=(T1+T2)(T4+T3)
Mapas de Karnaugh para ejercicio1 T1,T2
T3 T4
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11
10
00
0
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PROBLEMA # 2
La figura muestra el cruce de una calle principal, existe un cruce alterno. Los carriles X y Y cuentan con sensores de detección de vehículos (vía principal) y en los car riles X y Z (cruce alterno). El sensor entrega salidas BAJAS, cuando no pasa ningún vehículo. El semáforo debe cumplir la siguiente lógica: -Si los carriles X y Y están ocupados, el semáforo E-O estará e n verde. - Si X o Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo E-O estará en verde. - Si X y Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo N-S - estará en luz verde. - Si X o Y están ocupados en tanto que W y Z no lo están el - semáforo N-S también estará en verde.
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- Cuando no hayan vehículos transitando, el semáforo E-O estará e n - verde. El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta e n marcha el circuito lógico para controlar el semáforo.
Nota: Para el desarrollo de los problemas tengan en cuenta lo siguiente: Una salida ALTA corresponde a un uno “1” lógico, una salida BAJA corresponde a un cero “0” lógico.
La implementación de los circuitos lógicos la pueden desarrollar mediante simulador o realizando el montaje en proto-board de los mismos, los importante es que se demuestre el óptimo funcionamiento de los mismo.
De acuerdo con lo anterior: 8
TABLA DE LA VERDAD Dirección Este-oeste
Direcciones
Dirección Norte-sur
X
Y
Z
W
rojo
verde
rojo
verde
0
0
0
0
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1
1
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1
1
1
0
1
1
0
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MAPAS DE KARNAUGH PARA VERDE DIRECCIÓN ESTE-OESTE:
X,Y
Z,W
00
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11
10
00
1
1
0
0
01
1
1
1
0
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0
1
1
0
10
0
0
0
0
Quedaría de la siguiente forma: Para verde este-oeste= X’Z’+YW PARA VERDE DIRECCIÓN NORTE-SUR:
X,Y
Z,W
00
01
11
10
00
0
0
0
1
01
0
0
0
0
11
0
0
0
0
10
1
0
0
1
Quedaría de la siguiente forma: Para verde norte-sur= Y’ZW’+XY’W’=Y’W’(Z+X) 10
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Listado de dispositivos electrónicos utilizadas en el diseño e implementación de los circuitos electrónicos
SISTEMA PARA LO TANQUES
ELEMENTO
CANTIDAD
led
1
resistencia de 100Ω
1
resistencia de 10kΩ
3
Interruptor(switch)
4
integrados OR - 7432
2
integrado AND - 7408
1
SISTEMA PARA EL SAMFORO ELEMENTO
CANTIDAD
led
4
integrados NOT - 7404
6
resistencia de 10kΩ
4
Interruptor(switch)
4
integrados OR - 7432
2
integrado AND - 7408
4
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Especificaciones técnicas de cada uno de los dispositivos electrónicos utilizados PARÁMETRO
7432
compuertas OR de dos entradas c/u
4
Tecnología
TTL estándar
Voltaje de alimentación
4.75V a 5.25V
Encapsulado
DIP 14 pines
Número de entradas
2
Rango de voltaje
2v a 6v
Rango de temperatura de funcionamiento
-55°C a +125 °C
Corriente de salida máxima
5.2 mA
Máximo de voltaje
6V
Mínimo de voltaje
2V
PARÁMETRO
7408
Tensión de alimentación V cc
5 ±0.25
Tensión de entrada nivel alto V IH
2.0 a 5.5
Tensión de entrada nivel bajo V IL
-0.5 a 0.8
Tensión de salida nivel alto V OH condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, V IL = 0.8 Tensión de salida nivel bajo V OL condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, V IH = 2.0
2.4 a 3.4 0.2 a 0.4
Corriente de salida nivel alto I OH
máx -0.8
Corriente de salida nivel alto I OL
máx 16
Tiempo de propagación
15.0
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PARÁMETRO
7404
Tensión de alimentación V cc
5 ±0.25
Tensión de entrada nivel alto V IH
2.0 a 5.5
Tensión de entrada nivel bajo V IL
-0.5 a 0.8
Tensión de salida nivel alto V OH condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, V IL = 0.8 Tensión de salida nivel bajo V OL condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, V IH = 2.0
2.4 a 3.4 0.2 a 0.4
Corriente de salida nivel alto I OH
máx -0.4
Corriente de salida nivel alto I OL
máx 16
Tiempo de propagación
10.0
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CONCLUSIONES
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BIBLIOGRAFIA http://electronica.yoreparo.com/laboratorios_virtuales/como-hago-un-circuitoimpreso-en-proteus-t358242.html http://www.ieespain.com/files/Tutorial001Capitulo001.pdf
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