TAREA05: LÓGICA DIGITAL

ELECTROTECNIA BÁSICA

IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 1

TAREA05: LÓGICA DIGITAL

CURSO : ELECTROTECNIA BÁSICA

INSTRUCTOR : RAÚL ROJAS REÁTEGUI

DURACIÓN : 24 Horas

1.- CRITERIOS DE EVALUACIÓN

Criterios de evaluación de individual en el Taller

Criterios de Evaluación A1 A2 A3

Elabora circuitos electrónicos digitales con compuertas lógica, en un simulador de

circuitos electrónicos, en el plazo establecido.

Utilizando el álgebra de Boole, simplifica circuitos digitales combinatorios e

implementa sus circuitos equivalentes, en el plazo establecido.

Elabora circuitos electrónicos combinatorios utilizando el mapa de Karnaugh, en el

plazo establecido.

Usando el circuito integrado 555, elabora señales de reloj en modo astable y biestable,

en el plazo establecido.

Implementa circuitos digitales secuenciales con contadores, en el plazo establecido

0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre

Criterios de evaluación de Trabajo en equipo de cada integrante del grupo

Criterios de Evaluación A1 A2 A3

Colabora con sus compañeros en el desarrollo del taller.

Se implica y compromete en el cumplimiento de sus tareas en el taller y el informe.

Si se presenta una dificultad en el desarrollo del taller o el informe, aporta soluciones

creativas.

Respeta, cumple y expresa su opinión para llegar a acuerdos en el grupo.

Participa en forma puntual de todas las sesiones para el desarrollo del taller y el

informe.

0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre

Nombre y Apellidos de los integrantes de cada grupo

Alumno1 (A1):……………………………………………………………………………………..

Alumno2 (A2):……………………………………………………………………………………..

Alumno3 (A3):……………………………………………………………………………………..



2.- OBJETIVOS

Al término del laboratorio, el estudiante podrá utilizar circuitos reguladores podrá:

Elabora circuitos electrónicos digitales con compuertas lógica, en un simulador de

circuitos electrónicos.

Utilizando el álgebra de Boole, simplifica circuitos digitales combinatorios e implementa

sus circuitos equivalentes.

Elabora circuitos electrónicos combinatorios utilizando el mapa de Karnaugh.

Usando el circuito integrado 555, elabora señales de reloj en modo astable y biestable.

Implementa circuitos digitales secuenciales con contadores.

3.- EQUIPOS Y MATERIALES

Estación de trabajo

Programa de simulación electrónica Proteus.

4.- ORDEN DE EJECUCIÓN:

Infórmate y/o investiga información relacionada al tema del taller.

Planifica el trabajo que vas a desarrollar.

Simula los circuitos antes de implementar.

Comprueba que funcionen como se ha planificado.

Deja el ambiente limpio y ordenado antes de retirarte

5.- OPERACIÓN

5.1.- Normas de seguridad y protección ambiental

Normas de seguridad

No utilices ninguna herramienta o equipo sin conocer su uso, funcionamiento y normas de

seguridad específicas.

Informa al instructor del material roto o averiado.

No fumar, comer o beber en el taller.

Procura no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no corras dentro del

laboratorio.

En caso de producirse un accidente comunícalo inmediatamente al instructor.

Recuerda dónde está situado el botiquín.

Mantenga su puesto de trabajo limpio y ordenado, para evitar accidente.

Mantenga las herramientas ordenadas para evitar accidentes.

.

Normas de protección ambiental

Al acabar la práctica, limpia y ordena el material utilizado.

Los desechos tóxicos, generados en la tarea deben recolectados y entregados al instructor

para ser depositados en tacho de elementos tóxicos.



5.2.- Comprueba la tabla lógica de las compuertas:

a.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta NOT

Implementa el siguiente circuito. Recuerda que el SW ingresa a la entrada 1 lógico si está cerrado

e ingresa 0 lógico se está abierto.

Llena la siguiente tabla lógica

Entrada Salida

A Q

0

1

b.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta AND

Implementa el siguiente circuito.


ENTRADAS SALIDA

A B Q

0 0

0 1

1 0

1 1



c.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta OR

Implementa el siguiente circuito.


ENTRADAS SALIDA

A B Q

0 0

0 1

1 0

1 1

5.3.- Implementa y simplifica circuitos utilizando el álgebra de Boole:

Circuito 1

Tabla de verdad o tabla lógica del circuito1

0

A

0

B

0

C

12

U1:A74LS04

34

U1:B74LS04

56

U1:C74LS04

1

2

3

U2:A

74LS08

4

5

6

U2:B

74LS08

1

2

3

U3:A

74LS32

4

5

6

U3:B

74LS32

1

2

3

U4:A

74LS00

2

3

1

U5:A

74LS02

1

2

3

U6:A

74LS86

R1100

D1LED-RED

Y(salida)



Usando las ecuaciones del algebra de Boole de cada una de las compuertas, halla la ecuación

lógica del circuito (ecuación de Y). Utilizando las leyes del algebra de Boole simplifica la ecuación

de salida.

Con el circuito del paso anterior llena la Tabla de verdad o tabla lógica y verifique si coincide con la tabla del circuito sin simplificar.

5.4.- Implementa el circuito2 en el Protoboard.

Implementa los siguientes circuitos en Proteus, realiza el esquema del circuito impreso y los pdf

para realizar la impresion.

Circuito 2

A B C Q

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

A B C Q

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Esquema de circuito simplificado



Con el circuito del paso anterior llena la Tabla de verdad o tabla lógica y verifique si coincide con la tabla del circuito sin simplificar.

Usando las ecuaciones del algebra de Boole de cada una de las compuertas, halla la ecuación

lógica del circuito (ecuación de Q). Utilizando las leyes del algebra de Boole simplifica la ecuación

de salida.

A B C Q

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

Esquema de circuito simplificado

0

A

0

B

0

C

12

U1:A74LS04

34

U1:B74LS04

56

U1:C74LS04

1

2

3

U2:A

74LS08

4

5

6

U2:B

74LS08

1

2

3

U3:A

74LS32

4

5

6

U3:B

74LS32

1

2

3

U4:A

74LS00

2

3

1

U5:A

74LS02

R1100

D1LED-RED

Y(salida)

4

5

6

U6:B

74LS86

9

10

8

U6:C

74LS86

12

13

11

U6:D

74LS86

5

6

4

U5:B

74LS02

4

5

6

U4:B

74LS00

1

2

3

U6:A

74LS86

Q(Salida)



5.4.- Implementa los circuitos desde ecuaciones lógicas y comprueba resultados

con tabla de verdad: a. Q= A ( B + C )+ A C

Realiza el esquema digital de la ecuación

Comprueba la ecuación lógica del circuito

ENTRADAS SALIDA

A B C Q

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

b. Q= A (B A)’ + ( A + B)’ C’

Realiza el esquema digital de la ecuación

Comprueba la ecuación lógica del circuito

ENTRADAS SALIDA

A B C Q

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1



5.5.- Implementa circuitos aplicando el álgebra de Boole: a. Implementar un circuito lógico combinatorio que nos permita visualizar en un display

cátodo común la palabra HOLA

Llena la Tabla de verdad

Calcula la ecuación lógica de cada variable de salida

A’ A A’ A

B’ 0 2

B’ 0 2

B 1 3

B 1 3

a=_________________ b=__________________

A’ A A’ A

B’ 0 2 B’ 0 2

B 1 3 B 1 3

c=_________________ d=__________________

A’ A A’ A

B’ 0 2 B’ 0 2

B 1 3 B 1 3

e=_________________ f=__________________

Código

Decimal

Variables de

entrada

Variables de Salida Visualización

display

A B a b c d e f g

0 0 0 H

1 0 1 O

2 1 0 L

3 1 1 A



A’ A

B’ 0 2

B 1 3

g=_________________ Grafica el circuito lógico de acuerdo a las ecuaciones obtenidas

b. Implementar un circuito lógico combinatorio que nos permita visualizar en un display

ánodo común la palabra HOLA2016

Llena la Tabla de verdad

Calcula la ecuación lógica de cada variable de salida

Código

Decimal

Variables de

entrada

Variables de Salida Visualización

display

A B C a b c d e f g

0 0 0 0 H

1 0 0 1 O

2 0 1 0 L

3 0 1 1 A

4 1 0 0 2

5 1 0 1 0

6 1 1 0 1

7 1 1 1 7

A’ A A’ A

C’ 0 2 6 4

C’ 0 2 6 4

C 1 3 7 5

C 1 3 7 5

B’ B B’ B’ B B’

a=_____________________________ b=_____________________________



Grafica el circuito lógico de acuerdo a las ecuaciones obtenidas

5.6.- Señal de Reloj:

5.6.1.- Reloj con 555 en modo Astable

Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera una señal de reloj que se caracteriza por tener una

salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador

del circuito y que se repite en forma cada cierto intervalo de tiempo constante.

Implementar un circuito1:

A’ A A’ A

C’ 0 2 6 4

C’ 0 2 6 4

C 1 3 7 5

C 1 3 7 5


c=_____________________________ d=_____________________________

A’ A A’ A

C’ 0 2 6 4 C’ 0 2 6 4

C 1 3 7 5 C 1 3 7 5


e=_____________________________ f=______________________________

A’ A

C’ 0 2 6 4

C 1 3 7 5

B’ B B’

g=_____________________________



Calcule la frecuencia de la señal de reloj teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:

a) Ecuación para calcular el tiempo de carga o pulso positivo o ancho de pulso:

𝑇𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693(𝑅1 + 𝑅2)𝐶1 (1)

b) Ecuación para calcular el tiempo de descarga o pulso negativo:

𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅1𝐶1 (2)

c) Ecuación para calcular la frecuencia de la señal de reloj:

𝑓 =1

0.693(𝑅1 + 2𝑅2)𝐶1 (3)

d) Ecuación para calcular el ciclo útil

𝐷(%) =𝑅1 + 𝑅2

𝑅1 + 2𝑅2∗ 100 (4)

Manteniendo del valor del condensador 1 constante en 10uF, y variando el valor de la resistencia 2 (R2), llene la siguiente tabla:

VALOR R2 FRECUENCIA CALCULADA

FRECUENCIA MEDIDA

CICLO ÚTIL MEDIDO

CICLO ÚTIL CALCULADO

1KΩ

100KΩ

1MΩ

Indique sus observaciones:

…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Manteniendo del valor de resistencia 2 (R2) constante en 1KΩ, y variando el valor del condensador 1 (C1), llene la siguiente tabla:

VALOR C1 FRECUENCIA CALCULADA

FRECUENCIA MEDIDA

CICLO ÚTIL MEDIDO


10nF



1uF

22uF


…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5.6.2.- Circuito 555 en modo astable con ciclo de trabajo amplio.

Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera una señal de reloj que se caracteriza por tener una

salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador

del circuito y que se repite en forma cada cierto intervalo de tiempo constante.

El condensador se carga por CT se carga solamente por la resistencia RA, porque el diodo D1

cortocircuita RB durante el tiempo de carga. Cuando CT se descarga lo hace a través de RB,

porque el diodo D2 se cortocircuita RA durante la descarga.

Calcule la frecuencia de la señal de reloj teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:

a) Ecuación para calcular el tiempo de carga o pulso positivo o ancho de pulso:

𝑇𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅𝐴𝐶𝑇 (1)

b) Ecuación para calcular el tiempo de descarga o pulso negativo:

𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅𝐵𝐶𝑇 (2)

c) Ecuación para calcular la frecuencia de la señal de reloj:



𝑓 =1

0.693(𝑅𝐴 + 𝑅𝐵)𝐶𝑇 (3)

d) Ecuación para calcular el ciclo útil

𝐷(%) =𝑅𝐴

𝑅𝐴 + 𝑅𝐵∗ 100 (4)

Manteniendo del valor del condensador (CT) constante en 10nF y RA=10KΩ, y variando el valor de

la resistencia RB, llene la siguiente tabla:

VALOR RB FRECUENCIA CALCULADA

FRECUENCIA MEDIDA

CICLO ÚTIL MEDIDO


1KΩ

100KΩ

1MΩ


……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

5.6.3.- Circuito 555 en modo monoestable.

Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera un pulso positivo, el cual dura un intervalo de

tiempo. Este pudo se genera al introducir en el PIN 2 del CI un 1 lógico.

Para calcular el tiempo de duración del ancho de pulso se utiliza la siguiente ecuación:

𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 1.1𝑅1𝐶1

Cambie el valor ce C1 (1pF, 1nF y 1uF) presione el pulsador después de cada cambio. Indique

sus observaciones:



…………………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………………

5.7.- Circuito contador de 0 a 9.

Este circuito es un contador utiliza un reloj con el CI 555 en modo astable, donde la velocidad del

conteo lo determina el potenciómetro RV1 y el valor de C2.

Implementar un circuito1:

5.8.- Dado digital.

Este circuito utiliza un reloj en modo astable con un temporizador, que al presionar el pulsador

genera la señal de reloj, por un determinado periodo de tiempo, cuyo valor depende de C2. Para

aumentar el tiempo de espera del valor del dado el condensador debe tener mayor capacidad.

La compuerta AND permite que el reloj se resetee cuando llegue a 7 (para realizar una cuenta de 0

a 6), la compuerta NOT permite que cuando este en cero el valor se cambie a 1 para lo cual en se

prefijan D3D2D1D0=0001, generando los valores permitidos en un dado: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.



5.9.- Ruleta digital de 16 opciones.

Diseñar una ruleta en cartón o madera una circunferencia divida desde el centro en 16 espacios

cada uno de ellos debe estar numerado de 1 a 16. En cada uno de ellos debe está instalado uno

de los diodos LED que muestra el esquema.

5.10.- Investiga e Implementa:

Cada integrante del grupo debe investigar e implementar (esquema y pistas del impreso) un

circuito que no ha sido tratado en el laboratorio y explicar de manera concisa y breve su

funcionamiento el informe del laboratorio.

Implementa los circuitos investigados en el laboratorio, cada uno de ellos debe ser revisado y

firmado por el instructor.

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