Compuertas logicas

UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA

PUENTE DE WHEATSTONE

Guías de Prácticas de

Laboratorio

Codificación:

INGIND-G-009

Número de

Páginas:

18

Revisión No.:

Fecha Emisión:

26 de abril del 2010

Laboratorio de:

ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA

Titulo de la Práctica de Laboratorio:

COMPUERTAS LOGICAS

Elaborado por:

Helmut Daniel Abella

Rojas

2901209

Revisado por: Aprobado por:

El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor

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Control de Cambios

Razones del Cambio Cambio a la Revisión # Fecha de emisión


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1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: INGENIERÍA

2. PROGRAMA: INDUSTRIAL

3. ASIGNATURA: ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA

4. SEMESTRE: QUINTO

5. OBJETIVOS:

Simular la OR exclusiva a través de compuertas básicas

Trabajar con circuitos Integrados

Conocer que son los circuitos integrados.

Aprender a manejar el dipswitch

6. COMPETENCIAS A DESARROLLAR:

Habilidad para realizar un prototipo de circuito donde se establece una

relación con las compuertas lógicas

Capacidad para comprobar de manera experimental la teoría sobre las

compuertas lógicas.

Optimo manejo de herramientas de laboratorio.

Actualización de conocimientos y de métodos de trabajo.

Habilidad con las diferentes compuertas lógicas para simular la OR

exclusiva.


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7. MARCO TEORICO:

Compuerta AND

La compuerta AND o Y lógica es una de las compuertas más simples dentro de la Electrónica Digital.

Su representación es la que se muestra en las siguientes figuras.

La primera es la representación de una compuerta AND de 2 entradas y la segunda de una compuerta AND de 3 entradas.

La compuerta Y lógica más conocida tiene dos entradas A y B, aunque puede tener muchas más (A,B,C, etc.) y sólo tiene una salida X.

La compuerta AND de 2 entradas tiene la siguiente tabla de verdad.

Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A como la entrada B están en "1".

Compuerta OR

La compuerta O lógica o compuerta OR es una de las compuertas más simples dentro de la Electrónica Digital.

La salida X de la compuerta OR será "1" cuando la entrada "A" o la entrada "B" estén en "1".

La compuerta OR se representa con la siguiente función booleana: X = A+B ó X = B+A


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Compuerta OR de dos entradas.

La representación de la compuerta "OR" de 2 entradas y su tabla de verdad se muestran a continuación.

La compuerta OR también se puede implementar con interruptores como se muestra en la figura de arriba a la derecha, en donde se puede ver que: cerrando el interruptor A "O" el interruptor B se encenderá la luz

"1" = cerrado , "0" = abierto, "1" = luz encendida

Compuerta NOT

La compuerta NOT entrega en su salida el inverso (opuesto) de la entrada.

El símbolo y la tabla de verdad son los siguientes:

La salida de una compuerta NOT tiene el valor inverso al de su entrada. En el caso del gráfico anterior la salida X = A

Esto significa que:- Si a la entrada tenemos un "1" lógico, a la salida hará un "0" lógico y ...- Si a la entrada tenemos un "0" lógico a la salida habrá un "1" lógico.

Nota: El apóstrofe en la siguiente expresión significa "negado". Entonces: X = A’ es lo mismo que X = A


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Las compuertas NOT se pueden conectar en cascada, logrando después de dos compuertas, la entrada original. Ver el siguiente gráfico y la tabla de verdad

Un motivo para implementar un circuito que tenga en su salida, lo mismo que tiene en su entrada, es conseguir un retraso de la señal original con un propósito especial.

Compuerta NAND:

Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.

Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.

Tablas de verdad de la compuerta NAND:


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Compuerta NOR:

La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.


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Las tablas de verdad de estos tipos de compuertas son las siguientes:

Compuerta XOR o Compuerta OR exclusiva:

En la electrónica digital hay unas compuertas que no son comunes. Una de ellas es la compuerta XOR ó compuerta O exclusiva ó compuerta O excluyente.

El siguiente diagrama muestra el símbolo de una compuerta XOR(O exclusiva) de 2 entradas:

Comprender el funcionamiento de esta compuerta digital es muy importante para después poder implementar lo que se llama un comparador digital.

La figura de la derecha muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 2 entradas.

Y se representa con la siguiente función booleana

X = A.B + A.B

A diferencia de la compuerta OR, la compuerta XOR tiene una salida igual a "0" cuando sus entradas son iguales a 1.


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http://www.unicrom.com/Tut_compuertaor.asp





Si se comparan las tablas de verdad de la compuerta OR y la compuerta XOR se observa que la compuerta XOR tendrá un uno ("1") en su salida cuando la suma de los unos "1" en las entradas sea igual a un número impar.

La ecuación se puede escribir de dos maneras:

X = A.B + A.B ó

La siguiente figura muestra la tabla de verdad de una compuerta XOR de 3 entradas

De la misma manera que el caso anterior se puede ver que se cumple que X = 1 sólo cuando la suma de las entradas en "1" sea impar

Circuito XOR equivalente

También se puede implementar la compuerta XOR con una combinación de otras compuertas más comunes.

En el siguiente diagrama se muestra una compuerta XOR de dos entradas implementada con compuertas básicas: la compuerta AND, la compuerta OR y la compuerta NOT


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http://www.unicrom.com/Tut_compuertaor.asp

http://www.unicrom.com/Tut_compuertaand.asp



8. MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE

O EQUIPOS:

Resistencias de diferentes valores.

Protoboard.

Circuitos Integrados

Multímetro.

Consola nida o Fuente de Voltaje regulada.

Alambre telefónico de varios hilos.

Herramientas (pinzas, corta fríos)

Leds

Dipswitch

9. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, REACTIVOS, INSTRUMENTOS

Y EQUIPOS UTILIZAR :

Tener en cuenta los valores de las resistencias para que la corriente que se

genere en el circuito no sea muy alta.

Tener presente la escala del multimetro de acuerdo a la medida de voltaje o

corriente que se realizara.

Puede conectarse a cualquier voltaje en corriente directa, recomendable no

más de 5 voltios

10. CAMPO DE APLICACIÓN: El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en

contra de los derechos de autorPagina 10 de 18



Una aplicación muy interesante en la industria es como sensor de

temperatura, presión, etc. (dispositivos que varían el valor de sus

resistencias de acuerdo a la variación de las variables antes mencionadas).

Es en el amperímetro donde se ve el nivel o grado de desbalance o

diferencia que hay entre el valor normal a medir y la medida real.

11.PROCEDIMIENTO, METODO O ACTIVIDADES:

11.1. Montaje del Circuito OR exclusiva:

Reconocer las referencias de los diferentes tipos de circuitos integrados y

que sean acordes a la salida de la tabla de la verdad.

Escoger el un dipswitch que satisfaga el numero de variables.

En el protoboard montar el circuito como la salida de la tabla de verdad

halla indicado; con los circuitos integrados, cableado, resistencias de 1K y

dos leds.

Poner en contacto todo por medio de alambre telefónico de varios hilos.

Con el multimetro medir el valor del voltaje para la entrada del circuito; Se

recomienda que sea mayor a 1.3 y menos de 5 voltios.


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Por medio de cálculos matemáticos y con la utilización de la tabla de verdad

comprobar el valor de las salidas, comparándolo con el que se tiene

montado en el circuito.

Colocar en el dipswitch las variables de acuerdo a las condiciones de la

tabla de verdad.

Para poder comprobar el circuito integrado realizamos el circuito de la

figura:


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Después de tener el montaje verificar que las salidas de la tabla de

verdad coincidan con las salidas del circuito.

Figura 1. Cuando X0 y X1 son CEROS la salida es 0 y prende solo un led

Figura 2. Cuando X0 y X1 son UNOS la salida es 0 y prende solo un led


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X1 X0 Salida

0 0 0

X1 X0 Salida

1 1 0



Figura3. Cuando X0 es 1 y X1 es 0 salida es 1 y prende los dos leds.

Figura 4. Cuando X0 es 0 y X1 es 1 salida es 1 y prende los dos leds.


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X1 X0 Salida

1 0 1

X1 X0 Salida

0 1 1



SIMULACION:

Figura 5. Simulación hecha en Proteus 7 Profesional.



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12. RESULTADOS ESPERADOS:

Se espera que el estudiante adquiera y maneje el conocimiento de compuertas

lógicas que es una herramienta muy útil a la hora de hacer análisis de circuitos

digitales parte importante en la vida laboral del Ingeniero Industrial.

Se espera qué el estudiante se familiarice con las diferentes compuertas lógicas

como AND, OR, NAND, NOR y XOR y cómo manejar sus funciones aplicando las

tablas de verdad y que en la práctica darán al estudiante una introducción al uso

de estos y le permitirán entender en un futuro sistemas circuitos digitales.

13. CONCLUSIONES:

Las tablas de verdad son importantes a la hora de graficar y montar el

circuito.

Cada compuerta lógica cumple una función lógica especifica ya sea la de

afirmar o negar.

Se identifica las entradas y salidas que tiene cada circuito integrado.

14. CRITERIO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA

Asistencia obligatoria del estudiante.

Participación en la práctica a realizar.

Entrega en la siguiente sesión del informe de laboratorio con las

características y condiciones propuestas en la primera clase.

Quiches de control de lectura previa al laboratorio que se va a realizar

Retroalimentación permanente a través de las tutorías y prácticas libres.


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15. BIBLIOGRAFIA:

CANDELA PAEZ GUSTAVO ENRIQUE, 1993 Guía Para La Preparación Y

Desarrollo De Los Laboratorios De Física;, UMNG, Tomo III, pag 152-157.

DORF. SVOBODA. Circuitos Eléctricos, 2006 Editorial Alfa Omega

13. INFOGRAFÍA:

http://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos Digitales"

www.unicrom.com/Tut_puente_wheatestone.asp

descartes.cnice.mecd.es/Documentacion_3/fisica/circuitos/Circuitos Digitales.

jair.lab.fi.uva.es/~manugon3/laboratorio/circuitos logicos/default.htm - 1k –


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http://es.wikipedia.org/wiki/Circuitos

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