FISICA ELECTRONICA
UNIVERSIDAD UNIVERS IDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA PROGRAMA DE INGENIERIA DE SISTEMAS MAYO, 2016
INTRODUCCIÓN Una compuerta lógica es aquel circuito digital que tiene la capacidad de aplicar un proceso interno a sus n bits de entrada, que cumple con alguna de las operaciones definidas en el Álgebra de Boole, y que cuyos resultados son manifiestos en sus bits de salida. El empleo de circuitos y compuertas lógicas programables para desarrollar circuitos mediante la utilización del software visto durante el desarrollo de este módulo de física electrónica, adems de servir de soporte para el aprendiza!e lo utilizamos para la simulación de dic"os circuitos y su comprobación. #oy en día, la simulación de circuitos se "a convertido en parte fundamental del dise$o electrónico pues permite conocer el comportamiento de un circuito sin necesidad de construirlo físicamente. %e esta forma, se a"orra tiempo y dinero al encontrar y corregir posibles errores en las primeras fases del dise$o. %e manera similar, se puede e&perimentar con distintos escenarios y observar cómo afectan las tolerancias de los componentes
OBJETIVO GENERAL 'onocer los conceptos bsicos y el uso de las compuertas lógicas mediante e!ercicios prcticos en los cuales podemos analizar su desempe$o.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
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(nalizar el comportamiento de circuitos lógicos mediante el uso de las tablas de la
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verdad. 'onocer las m)ltiples utilidades que tienes el uso de los circuitos combi nacionales
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decodificador* de multiple&or 'omprender el funcionamiento del integrado +++ el cual se puede configurar para un determinado lapso de tiempo.
•
EJERCICIOS . En una empresa se tiene un mecanismo de comunicación en el cual "ay - reas donde a ciertas "oras del día se enciende un E% indicando que se va a reportar una de las reas. Este reporte consiste en un led y una se$al auditiva, donde el E% indica que el rea seleccionada se va a reportar y la se$al auditiva que se "a concluido la meta establecida para ese momento, si sólo se enciende el E% y la se$al (uditiva no se activa es porque a)n tienen tareas pendientes. /e realizara un circuito que consta de dos bloques principales donde se mostrara en un primer bloque que ser de control en el cual se mostrar las reas a traba!ar, enviando se$al a un segundo bloque de gestión, donde emitir una serie de se$ales el cual indicara el estado del rea seleccionada en el primer bloque, adicionalmente tendr un bloque el cual permitir al rea administrativa tener control sobre los dos bloques mencionados anteriormente.
Elemen!" U"#$!" %01 /witc" 23*24 /1/5 -61osiciones. Este tipo de interruptor se dise$a para ser utilizado !unto
con
otros
componentes
electrónicos
y
se
utiliza
com)nmente
para
modificar*personalizar el comportamiento de un dispositivo electrónico en ciertas situaciones específicas, en nuestro caso lo utilizamos para controlar el estado de las reas o zonas para verificar su estado. 'ompuertas ógicas (3%. Es una puerta lógica que entrega una salida dependiendo de los valores de las entradas. 7ultiple&or. os multiple&ores son circuitos combinacionales con varias entradas y una )nica salida de datos, estn dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada "acia dic"a salida, para nuestro caso utilizamos un multiple&or de 8 a 9 la cual nos controla las reas y nos emite dos se$ales, una auditiva y otra visual dependiendo del estado del rea monitoreada, si el rea est completa se activa las dos se$ales, de lo contrario solo se "abilitara la se$al visual. ed. 1ara nuestro caso son utilizadas para emitir se$ales tanto de indicación como de monitoreo, es decir una luz que me indica que rea se est traba!ando u otra luz que me va a monitorear el rea que se est traba!ando. /witc" /1/56/encillo. 1ermite al rea administrativa revisar el estado de cada una de las reas que tiene la compa$ía.
9. #aciendo uso del +++ en modo (stable, dise$e un contador síncrono que avance cada 9 segundos "asta llegar a : y al llegar a + debe enviar un pulso que "ar avanzar otro contador, si se tiene "abilitado el interruptor de avance.
E%&l'(#(')n* El circuito est conformado por un +++ como astable, para lo cual el circuito oscila a una frecuencia y ciclo de traba!o configurables mediante resistencias y condensadores e&ternos, con dos contadores de d;cadas <%ecade 'ounter =-/:>? con salidas B'% en binario, los cuales reciben la se$al emitida por el +++ y mueve las - salidas para contar en binario de > "asta :, adicionalmente cuenta con un esquema de compuertas lógicas (3% y negados en algunas de ellas por un 325 los cuales estn conectados a un logicstate o pulsador el cual al ser activado permite el avance del segundo contador, de lo contrario solamente se inicia uno de ellos.
A&l'(#(')n* Entre las aplicaciones que se puede utilizar este tipo de circuitos tenemos@
'ontar 2b!etos y sucesos 7edida de 5iempos 7edida de frecuencias %ivisión de frecuencias y ampliación de periodos.
1ara dar una e&plicación sencilla podemos tomar el primer ítem del listado anterior y lo podemos aplicar en proceso de empaque de un 1roducto A el cual funcionaria de la siguiente manera@ 1or una cinta transportadora se desplazan cierta cantidad de productos al llegar al final estos productos se almacenan en un recipiente cuya capacidad es de > unidades, al llegar a esta cantidad, el recipiente se cierra dando lugar a otro recipiente y continuar con el ciclo de acuerdo a la cantidad de producción establecida al inicio de esta línea.
. En un local de distribución de mercancía para almacenes de cadena se tienen tres bodegas en las cuales "ay un sensor para indicar que la bodega est llena. %entro del proceso logístico usted "a sido contratado para que de acuerdo a determinadas condiciones se emitan alertas que faciliten el proceso de distribución y recepción de mercancía. %efinamos las bodegas como (, B y ', el sensor como &, por tanto tendremos tres sensores (&, B& y '&. /i por lo menos dos o ms sensores se activan se debe enviar una se$al que enciende un E%, el cual sirve como referencia para el operario y le permite verificar el estado de la mercancía e&istente para asegurar que se vaya evacuando y la nueva se almacene de forma adecuada. 5eniendo en cuenta la anterior condición, dise$e un circuito lógico a base de compuertas permita obtener la se$al de alerta.
Esta salida debe ser conectada a un contador que cada minuto avance "asta llegar a C>, ya que el operador tiene como m&imo C> minutos para verificar el estado de las alertas, al llegar a C> debe encender otro E% que indica que debe darse prioridad a la revisión y se debe realizar un reporte indicando la razón por la cual no se "abía "ec"o la revisión pertinente. %iagrama de Bloque
'0D'U052
E%&l'(#(')n*
os switc"es representan los sensores en las bodegas, cuando una bodega est llena el switc" est en 23 las compuerta U+B, U+', U+%, UC( y UCB sirven para determinar cundo un par de sensores est activo <
, esa se$al se usa para encender un led ro!o que le indica al operador que debe prestar atención inmediatamente, al mismo tiempo esta se$al se usa para resetear el +++ de manera que la cuenta para en C> y no siga contando > y el operador podría pensar que a)n tiene tiempo cuando ya va en la segunda vuelta?. 'uando una de las bodegas se desocupa, la salida de UCB ser ba!o, le led amarillo se apaga y el nivel del reset en los contadores se establece en "aciendo que se pongan mantengan en >, la salida de U+( ser ba!o tambi;n, el led ro!o se apaga y el +++ empieza a generar pulsos de nuevo por acción del reset? "asta que otra vez se llenen 9 bodegas y active el ciclo.
CONCLUSIONES
/e verifico el funcionamiento de los integrados utilizados en el dise$o de los circuitos realizados para la solución de los problemas propuestos en esta unidad por
medio del simulador proteus. El uso de los multiple&ores que son circuitos combinacionales con varias entradas y una salida de datos, y estn dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada a la salida que es )nica, permitiendo así la optimización de un
circuito en cuanto a dise$o y costos de fabricación al llevarlo a un entorno real. /e infiere que a trav;s de los circuitos lógicos podemos realizar tareas de control y administración dependiendo de la necesidad y estos a sus vez son aplicables a circuitos sencillos "asta circuitos comple!os industriales como los conocidos 1'.
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