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Universidad Privada del Valle
Facultad de INFORMATICA Y ELECTRONICA
ingenieria EN
TELECOMUNICACIONES 
Sistemas
digitales
Informe de Práctica de Laboratorio Nº 1
Manejo de Compuertas AND, OR
y NOT
y NOT
Grupo “A”
Estudiantes:
Vanessa
Valeria Gutiérrez Donaire Gustavo Condori Callizaya
Docente: Ing.
Juan Franco Vaca
La Paz, 27 de Agosto
Gestión II – 2014
Manejo de
Compuertas AND, OR y NOT
1.
Marco referencial.-
1.1
Planteamiento del problema.-
¿El diseño
digital se ocupa del diseño de circuitos electrónicos digitales. Los circuitos
digitales se emplean en el diseño y construcción de sistemas como computadoras
digitales, comunicación de datos, grabación digital y muchas otras aplicaciones
que requieren hardware digital?.
1.2
Justificación.-
Las compuertas
lógicas son circuitos electrónicos que operan con una o más señales de entrada
para producir una señal de salida. En los sistemas digitales, las señales
eléctricas, que podrían ser voltajes o corrientes, existen con uno de dos
valores reconocibles. Los circuitos operados por voltaje responden a dos
niveles de voltaje distintos que representan una variable binaria cuyo valor es
1 lógico o 0 lógico.
1.3
Objetivo general.-
En el siguiente
laboratorio se demostrara la función delas más comunes compuertas lógicas que
hay, demostrando que cada una cumple una función específica, taímen hay una
serie de ejercicios demostrativos sobre diseño de compuertas lógicas para una
mayor comprensión del tema.
1.4
Objetivos específicos.-
·
Aprender a montar los diferentes circuitos
lógicos de prueba para posteriormente llevarlos a la realidad.
·
Verificar la tabla de la verdad de los
diferentes circuitos.
·
Hacer ejercicios de aplicación sobre las
compuertas lógicas y sus diferentes aplicaciones.
2.
Marco teórico.-
2.1
Compuertas Lógicas
Una puerta
lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función booleana y nos permite obtener resultados, dependiendo de los
valores de las señales que le ingresemos. Suman, multiplican, niegan o
afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a
tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip.
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=0volt 1=5volt (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 tecnología
microelectrónica actual permite la elevada
integración de transistores actuando como conmutadores en redes lógicas dentro de un pequeño circuito integrado. El chip
de la CPU
es una de las máximas expresiones de este avance tecnológico.
En nanotecnología se está desarrollando el uso de
una compuerta lógica molecular,
que haga posible la miniaturización de circuitos.
2.2
Circuito Integrado
La idea de
circuito integrado nace de la necesidad de reducir los circuitos eléctricos a
uno mucho más sencillo y pequeño. Gracias a ellos, se evitaron la multitud de
problemas que se daban a la hora de fabricar un circuito, como por ejemplo, que
alguna de las miles de soldaduras que había que realizar estuviera defectuosa,
o la reducción del espacio que ocupaban las válvulas de vacío, las cuales se
vieron rápidamente obsoletas gracias a las mejoras que supuso la introducción
de los circuitos integrados.
Actualmente se
utilizan en prácticamente todas las tecnologías. Básicamente, los circuitos
integrados, también llamados "chips", son una pequeña pastilla de
material semiconductor sobre la que se integran circuitos en miniatura y se
protegen con encapsulados de plástico, cerámica o metal.
El creador del
primer circuito integrado, fue el ingeniero electrónico estadounidense Jack
Kilby, en el año 1959, pocos meses después de ser contratado por Texas
Instruments. Se trataba de un dispositivo que integraba seis transistores sobre
una misma base semiconductora para formar un oscilador de rotación de fase. A
los 77 años, en el año 2000, Kilby fue galardonado con el Premio Nobel de
Física por su contribución al desarrollo de la tecnología de la información.
Sin embargo, si
se habla de creadores del circuito integrado, no hay que olvidar mencionar a
Werner Jacobi, ingeniero alemán que completó la primera solicitud de patente
para circuitos integrados con dispositivos amplificadores de semiconductores.
Otro de los nombres importantes es el del científico estadounidense Robert
Noyce, cofundador de Intel y la empresa Fairchild Semiconductor, quienes
lanzaron al mercado otro circuito integrado poco después del de Texas
Instruments.
2.3 Compuertas AND NOT Y OR
2.3.1
Compuerta AND:
Cada compuerta
tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria
designada por x.
La compuerta AND
produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y
la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0.
Estas
condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta
AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y
B están en 1.
El símbolo de
operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la
multiplicación de la aritmética ordinaria (*).
Las compuertas
AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas
las entradas son 1.
2.3.2
Compuerta OR:
La compuerta OR
produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la
entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0.
El símbolo
algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma.
Las compuertas
OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si
cualquier entrada es 1.
2.3.3
Compuerta NOT:
El circuito NOT
es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el
NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el
complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria.
Si la variable
binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y
viceversa.
El círculo
pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor
lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.
2.4
Pines y Estructura interna de los integrados TTL
El diagrama del conexionado del circuito
integrado es el siguiente:El diagrama es como el interior del circuito integrado, los números del 1 al 14 son las patillas metálicas del circuito integrado (CI), para localizar la patilla correcta el CI viene con una marca, a partir de ella se cuenta de izquierda a derecha del 1 al 14 como vemos a continuación:
Ahora vemos el esquema
del montaje,
3.
Marco operacional.-
3.1
Metodología
El presente trabajo tiene la
característica de un trabajo descriptivo porque se trabajó con material
bibliográfico y científico porque se verifico las leyes en el laboratorio.
3.2
Interpretación de la información.-
El diseño
digital se ocupa del diseño de circuitos electrónicos digitales. Los circuitos
digitales se emplean en el diseño y construcción de sistemas como computadoras
digitales, comunicación de datos, grabación digital y muchas otras aplicaciones
que requieren hardware digital. Los sistemas digitales desempeñan un papel tan
destacado en la vida cotidiana que el actual periodo tecnológico se conoce como
“era digital”. Los sistemas digitales se utilizan en comunicaciones,
transacciones de negocios, control de tráfico, navegación espacial, tratamiento
médico, monitoreo meteorológico, Internet y muchas empresas comerciales,
industriales y científicas
3.3
Procedimiento.-
§ Implemente el circuito
mostrado en la figura y verifique si la tabla de verdad se cumple.
|
A
|
B
|
A.B
|
|
0
|
0
|
0
|
|
1
|
0
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
|
1
|
1
|
1
|
§ Implemente el circuito
mostrado en la figura y verifique si la tabla de verdad se cumple.
|
A
|
B
|
A+B
|
|
0
|
0
|
0
|
|
1
|
0
|
1
|
|
0
|
1
|
1
|
|
1
|
1
|
1
|
§ Implemente el circuito
mostrado en la figura y verifique si la tabla de verdad se cumple.
|
A
|
 |
|
1
|
0
|
|
0
|
1
|
3.4
Conclusiones.-
·
La conexión entre las compuertas y los elementos
que la acompañan como ser los interruptores, resistencias y los diodos LED
deben ser cuidadosamente realizadas porque con una conexión que este mal el
circuito no funcionara como se desea.
·
Al momento de conectar las compuertas se debe
colocar en cada entrada una resistencia de 220ohms esto porque el modelo de la
compuerta así lo requiere.
·
Si al momento de probar el montaje con la fuente
el motor no funciona con el voltaje requerido se bebe aumentar de manera
regulada el voltaje ya que este necesita más voltaje para funcionar
·
Las álgebras booleanas, estudiadas por primera
vez en detalle por George Boole, constituyen un área de las matemáticas que ha
pasado a ocupar un lugar prominente con el advenimiento de la
computadora digital.
·
Son usadas ampliamente en el diseño de circuitos
de distribución
y computadoras, y sus aplicaciones van en aumento en muchas otras áreas.
·
Las compuertas lógicas son los dispositivos
electrónicos más sencillos que existen, pero al mismo tiempo son los más
utilizados en la actualidad.
3.5
Recomendaciones.-
·
Saber manipular si los componentes que se usan
en el Laboratorio.
·
No provocar corte circuito.
·
No colocar altos voltajes ya que los Led’s
pueden quemarse.
·
Verificar que el equipo que estamos utilizando
está en buen estado para hacer las mediciones.
3.6
Cuestionario
3.6.1 Dibuje como se puede detectar el
valor de salida de 1 lógico usando un led (indicador de luminosidad)
En el ámbito de circuitos digitales,
como en el de analógicos, es necesario contar con un dispositivo que permita la
visualización de su comportamiento concreto.
Mientras que en los circuitos de carácter analógico,
el dispositivo adecuado es por lo común un multímetro, en cualesquiera de sus
versiones, en los circuitos digitales.
Uno lógico (con un valor de tensión
de 5 o más volts) En general, solo es necesario
disponer de un dispositivo que permita detectar y presentar en forma adecuada
la presencia de estos dos niveles de energía.
El dispositivo que lleva a cabo las
funciones anteriores es designado punta lógica.
3.6.2 Dibuje como se puede detectar el
valor de salida de 0 lógico usando un led (indicador de luminosidad).
Tienen dos niveles de potencial de corriente
continua designados cero lógico (aproximadamente cero volts). El dispositivo
que lleva a cabo las funciones anteriores es designado punta lógica.
3.6.3
Escribas las tablas de verdad y sus símbolos
para las compuertas 7404, 7408 y 74032
3.6.3.1
Compuerta 7432
3.6.3.2
Compuerta 7408
3.6.3.3
Compuerta 7404
3.6.4
Los
pines Vcc y GND son pines comunes a los integrados trabajados explique su
función, en los integrados del laboratorio.
El pin número 7 Vss es tierra o GND, y el pin número
14 Vdd es voltaje de alimentación algunas veces Vdd=Vcc depende del esquema del
circuito. Un amplificador operacional es un circuito integrado que no permite
muchas aplicaciones como dice su nombre, amplifica voltaje, se usa como filtros
(pasa baja, pasa altas, elimina bandas, etc.)Entre muchas más un circuito
integrado es la evolución de los circuitos de estado sólido (diodos, transistores,
resistores, capacitores) ya que este dentro del encapsulado tiene la
electrónica necesaria para hacer una determinada función.
3.6.5
¿Cómo generamos valores digitales de 1 lógico y
0 lógico para introducirlos a los circuitos?
Los valores de 1
y 0 lógico que generamos en el circuito los introducimos a través de LED’s se
colocó dos LED’s en el breadboard uno indicaba el valor 1 lógico y el otro el
valor 0 lógico.
3.7
Bibliografía.-
3.8
Anexos
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