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Formato de Reporte de la prctica de Laboratorio (DOCENTE)

CARRERA PLAN DE

ESTUDIOS

NOMBRE DE LA

ASIGNATURA

CLAVE DE LA ASIGNATURA

ELECTROMECANICA COMPETENCIAS ELECTRONICA

DIGITAL AEC-1022

PRACTICA N

LABORATORIO DE

NOMBRE DE LA PRACTICA DURACION

1 ELECTRONICA SIMULACION DE COMPUERTAS

LOGICAS 2 HRS.

I. Objetivo de la practica

CON AYUDA DE UN SOFTWARE DE SIMULACION, EL ALUMNO COMPROBARA EL FUNCIONAMIENTO DE LAS COMPUERTAS LOGICAS: AND, OR, NOT, NAND, NOR Y EXOR-OR

II. Introduccin

LAS COMPUERTAS LOGICAS SON UN ELEMENTO INDISPENSABLE TANTO PARA LA IMPRESIN DEL ALGEBRA BOOLEANA COMO PARA LA IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES. EL ALGEBRA BOOLEANA NOS PROPORCIONA, LAS HERRAMIENTAS NECESARIAS PARA EL DISEO DE CIRCUITOS TALES COMO: SUMADORES, DECODIFICADORES, ETC. PARTES FUNDAMENTALES DE UN CIRCUITO DIGITAL Y DE AH LA IMPORTANCIA DE ESTUDIAR ESTOS CONCEPTOS.

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III. Material y equipo

1. CUADERNO Y LPIZ 2. COMPUTADORA 3. SOFTWARE DE SIMULACIN

IV. Metodologa.

1.- TRASCRIBIR LOS DIAGRAMAS AL SOFTWARE DE SIMULACION. 2.-VERIFICAR LAS CONECCIONES Y LOS ELEMENTOS. 3.-CORRER EL SIMULADOR Y ANOTAR LOS RESULTADOS 4.-OBTENER LA TABLA DE VERDAD PARA CADA COMPUERTA.

V. Sugerencias Didcticas.

Cuestionario

1. DEFINE ALGEBRA BOOLEANA. 2. QU ES UNA COMPUERTA LGICA? 3. QU ELEMENTOS CARACTERIZAN A CADA COMPUERTA? 4. CULES SON LAS FUNCIONES LGICAS BSICAS?,

DIBUJA SU SMBOLO Y TABLA DE VERDAD.

VI. Anexos

1. DISEO DE CIRCUITOS PARA CADA COMPUERTA. 2. RESULTADOS 3. ANALISIS DE RESULTADOS. 4. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES. 5. HOJA DE FIRMA.

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V. Sugerencias didcticas 1. DEFINE ALGEBRA BOOLEANA.

Las lgebras booleanas, estudiadas por primera vez en detalle por George Boole, constituyen un rea de las matemticas que ha pasado a ocupar un lugar prominente con el advenimiento de la computadora digital. Son usadas ampliamente en el diseo de circuitos de distribucin y computadoras, y sus aplicaciones van en aumento en muchas otras reas. En el nivel de lgica digital de una computadora, lo que comnmente se llama hardware, y que est formado por los componentes electrnicos de la mquina, se trabaja con diferencias de tensin, las cuales generan funciones que son calculadas por los circuitos que forman el nivel. stas funciones, en la etapa de disea del hardware, son interpretadas como funciones de Boole, fig. (01). En el presente trabajo se intenta dar una definicin de lo que es un lgebra de boole; se tratan las funciones booleanas, haciendo una correlacin con las frmulas proposicionales. Asimismo, se plantean dos formas cannicas de las funciones booleanas, que son tiles para varios propsitos, tales como el de determinar si dos expresiones representan o no la misma funcin. Pero para otros propsitos son a menudo engorrosas, por tener ms operaciones que las necesarias. Particularmente, cuando estamos construyendo los circuitos electrnicos con que implementar funciones booleanas.

(Fig.1) 2. QU ES UNA COMPUERTA LGICA?

Es un dispositivo electrnico con una funcin booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen segn sus propiedades lgicas. Se pueden aplicar a tecnologa electrnica, elctrica, mecnica, hidrulica y neumtica. Son circuitos de conmutacin integrados en un chip. (Fig.02) Todas estas situaciones pueden ser expresadas mediante ceros y unos, y tratadas mediante circuitos digitales. Los elementos bsicos de cualquier circuito digital son las compuertas lgicas.

(Fig02)

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V. Sugerencias didcticas 3. QU ELEMENTOS CARACTERIZAN A CADA COMPUERTA?

Los elementos que constituyen los circuitos digitales se caracterizan por admitir slo dos estados. Es el caso por ejemplo de un conmutador que slo puede estar ENCENDIDO o APAGADO, o una vlvula hidrulica que slo pueda estar ABIERTA o CERRADA. Para representar estos dos estados se usan los smbolos 0 y 1. Generalmente, el 1 se asociar al estado de conmutador CERRADO, ENCENDIDO, VERDADERO, y el 0 se asocia al estado de conmutador ABIERTO, APAGADO o FALSO. -PUERTA AND: El funcionamiento de la puerta lgica AND es equivalente al de un circuito con dos conmutadores en serie. -PUERTA OR: El funcionamiento de esta puerta es equivalente al de dos conmutadores en paralelo. -PUERTA NOT: La salida de una puerta NOT es siempre el complementario de la entrada. -PUERTA NAND: Equivale a una puerta AND seguida de un inversor. -PUERTA NOR: Equivale a una puerta OR seguida de un inversor. -PUERTA OR EXCLUSIVA (XOR). La salida de una puerta OR exclusiva es verdadera (1) si, y slo si, una y slo una de sus dos entradas es verdadera. -PUERTA NOR EXCLUSIVA: Es la negacin de la puerta OR exclusiva (puerta OR seguida de un inversor). 4. CULES SON LAS FUNCIONES LGICAS BSICAS?, DIBUJA SU SMBOLO Y

TABLA DE VERDAD.

PUERTA AND. El funcionamiento de la puerta lgica AND es equivalente al de un circuito con dos conmutadores en serie como el de la Figura 2-2. En dicho circuito es necesario que los dos conmutadores estn cerrados para que la lmpara se encienda. La relacin entre las posiciones de los conmutadores y el estado de la lmpara se muestra en la tabla de verdad.

PUERTA OR. El funcionamiento de esta puerta es equivalente al de dos conmutadores en paralelo como en la Figura 2-4. En esta configuracin la lmpara se encender si cualquiera de los dos conmutadores se cierra.

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V. Sugerencias didcticas

PUERTA NOT. La salida de una puerta NOT es siempre el complementario de la entrada, de tal manera que si la entrada es 0 la salida es 1 y viceversa. Se conoce tambin como INVERSOR y posee una nica entrada.

PUERTA NAND. Equivale a una puerta AND seguida de un INVERSOR. Su nombre viene de Not-AND. El smbolo lgico es una puerta AND con un crculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta AND con el estado de salida negado. Una puerta NAND puede tener ms de dos entradas.

PUERTA NOR. Equivale a una puerta OR seguida de un INVERSOR. Su nombre viene de Not-OR. El smbolo lgico es una puerta OR con un crculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta OR con el estado de salida negado. Tambin puede tener ms de dos entradas.

PUERTA OR EXCLUSIVA (XOR). La salida de una puerta OR exclusiva es verdadera (1) si, y slo si, una y slo una de sus dos entradas es verdadera. Se asemeja a la OR (inclusiva), excepto que excluye el caso en que las dos entradas son verdaderas. La figura muestra un circuito equivalente.

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V. Sugerencias didcticas En una puerta OR exclusiva la salida ser 1 cuando el nmero de entradas que son 1 sea impar. Smbolo4 T-2 lgebra de Boole. Lgica combinacional El circuito equivalente de la Figura 2-6 se deriva de considerar el funcionamiento de a la puerta XOR como combinacin de dos condiciones X e Y. X representa la condicin de que cualquiera de las entradas: A o (OR) B sea 1, e Y la condicin de que A y (AND) B no (NOT) sean 1 (NAND).

PUERTA NOR EXCLUSIVA. Es la negacin de la puerta OR exclusiva (puerta OR seguida de un INVERSOR).

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VI. Anexos

Compuerta OR 7432

A B C

0 0 0

0 1 1

1 O 1

1 1 1

Observaciones y conclusiones: el simulador facilita el trabajo que se podra realizar de forma manual porque nos permite tener una imagen ms clara de lo que puede suceder al momento de armar un circuito, y sobre todo porque no tendramos que estar lamentando un dao en los componentes utilizados.

Anlisis de resultados: Al momento de correr el simulador se

comprob el funcionamiento del diagrama el cual nos mostr el

funcionamiento de la compuerta, dando el resultado esperado.

Como lo muestra la tabla de verdad que se encuentra a la izquierda.

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VI. Anexos

Compuerta NAND 7400

A B c Anlisis de resultados: cuando uno o ambos interruptores estn abiertos, la compuerta nos da uno. Del otro resultado en la compuerta cuando ambos interruptores se cierran el resultado es uno.

0 0 1

1 0 1

0 1 1

1 1 0

Observaciones y conclusiones: La operacin NAND es la salida negativa del operador AND.

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VI. Anexos.

Compuerta NOT 7404

Tabla de verdad

A B

0 1

1 0

Anlisis de resultado: con la compuerta NOT se tiene

una aplicacin en donde solo lo que se puede obtener

es una sola opcin ya sea un s o un no

Observaciones y conclusiones: a un que el diseo de

esta compuerta es muy simple se cuenta con un switch

digital que se puede emplear para activar o desactivar

una operacin.

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VI. Anexos.

Compuerta NOR 7402

A B C

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 0

Anlisis del resultado: Se comprobaron las principales

compuertas del operador utilizadas en los circuitos

digitales lo cual fue reafirmado con su tabla de verdad

en cada compuerta.

Observaciones y conclusiones: El empleo del operador

NOR es de utilidad para cuando se quiere realizar la

negacin de la entrada del operador AND.

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VI. anexos

Compuerta EXOR 7486

A B C

0 0 0

0 1 1

1 0 1

1 1 0

Anlisis del resultado: Cuando ambos interruptores estn abiertos

o ambos cerrados la respuesta en la compuerta es cero. Cuando

algn interruptor se abre y otro se cierra el resultado es uno.

Observaciones y conclusiones: esta compuerta produce un

resultado 1, cuando un nmero impar de variables de entrada

valen 1.

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VI. anexos

Compuerta EXNOR 7466

A B C

0 0 1

0 1 0

1 0 0

1 1 1

Anlisis del resultado: Cuando los ambos

interruptores estn abiertos o ambos cerrados la

respuesta es uno. Con el otro resultado de esta

compuerta nos da cero cuando un interruptor se

cierra y el otro se abre.

Observaciones y conclusiones: Produce un

resultado 1, cuando un nmero impar de variables

de entrada valen 1.