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 ceros y unos, y tratadas 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 electrónico.

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 Salida

A1 B1 Led 1

0V 0V 1

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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 Salida

A1 B1 Led 1

0V 0V 0

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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.

11 1S A B

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 Salida

A2 B2 Led 2

0V 0V 0

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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 Salida

A2 B2 Led 2

0V 0V 0

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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 S2 en función de A2 y B2.

2 2 2S A B

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 Salida

A3 B3 Led 3

0V 0V 0

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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 Salida

A3 B3 Led 3

0V 0V 1

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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.

3 33S A B

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 Salida

A4 B4 Led 4

0V 0V 1

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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 Salida

A4 B4 Led 4

0V 0V 1

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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.

44 4S A B

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 Salida

A5 B5 Led 5

0V 0V 0

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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 Salida

A5 B5 Led 5

0V 0V 0

0V 5V 1

5V 0V 1

5V 5V 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 Salida

A6 B6 Led 6

0V 0V 1

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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 Salida

A5 B5 Led 5

0V 0V 1

0V 5V 0

5V 0V 0

5V 5V 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.

6 6 6 6 6( ) ( )S A B A B

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.

BIBLIOGRAFÍA

Apuntes tomados en clases.