guia2 Simulación en circuit maker (2)

Sistemas Digitales. Guía 02
UNIVERSIDAD DON BOSCO
FACULTAD DE ESTUDIOS TECNOLÓGICOS
ESCUELA DE ELECTRONICA
CICLO: 01-2013
Guía de laboratorio Nº2
Nombre de la práctica: “Simulación en Circuit Maker”
Lugar de ejecución: Laboratorio de electrónica CITT
Tiempo estimado: 150 Minutos
Materia: Sistemas Digitales
Docente: Angel Moreno/Mauricio Gómez
I. Objetivos
• Que el estudiante aprenda utilizar CIRCUIT MAKER para el análisis de circuitos digitales y de
electrónica en general.
• Que el estudiante obtenga la capacidad de realizar la simulación de un circuito para comprobar su
buen funcionamiento.
II. Introducción Teórica
Circuit Maker es una herramienta de simulación para circuitos electrónicos, la cual provee una versión para
estudiantes, de distribución gratuita. Esta versión estudiantil a utilizar en el laboratorio, tiene sus limitantes
pero permite el uso de todos los dispositivos de uso común en circuitos electrónicos, además de la
interactividad con el usuario.
Tópicos importantes para una simulación:
Barra de botones de Circuit Maker:
1
| Guía Nº2 “Simulación en Circuit Maker”
Sistemas Digitales. Guía 02
Pasos para la creación de un circuito
La siguiente es una descripción básica del procedimiento para diseñar un circuito utilizando el software de
diseño y simulación de circuitos Digitales Circuit Maker:
1.
Para comenzar escoger New del menú File o presione el botón
, para crear un nuevo
circuito.
Para escoger un elemento a dibujar o utilizar en el área de trabajo se usa la funcion Browse del
2.
menú Hotkeys1 o presione el botón
, con ello aparecerá una ventana llamada “Device
Selection”. La cual presenta en la parte superior dos listas (de izquierda a derecha) las cuales
3.
4.
presentan una clasificación de los dispositivos de una manera más general a una menos específica.
En la tercera lista aparece el nombre o el número del dispositivo según sea el caso, el cuarto recuadro muestra
el símbolo con que se representa el dispositivo. Dicho dispositivo puede ser rotado o crear una imagen espejo
del mismo para ubicarlo en el área de trabajo como sea más conveniente.
La lista de la parte inferior presenta una descripción del dispositivo a utilizar
5.
Para seleccionar un dispositivo, utilice el botón Place, con esta acción se cerrara la ventana actual para
poder ubicar el dispositivo seleccionado en el área de trabajo, esto se logra dando click izquierdo
donde desea ubicar el dispositivo, para volver seleccionar otro dispositivo hay que repetir el mismo
proceso, abriendo nuevamente la ventana de selección de dispositivos.
Si usted necesita utilizar varios dispositivos diferentes puede marcar con un cheque la opción
Return dentro de la ventana de selección de dispositivos, con ello podrá ir ubicando cada
6.
2
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componente en el área de trabajo y automáticamente cuando lo coloque en dicha área se volverá a
abrir la ventana “Device Selection” para seleccionar un nuevo componente y evitar así realizar esta
acción manualmente.
7.
Para seleccionar un elemento ya dibujado se escoge el botón
luego presione el botón
izquierdo del Mouse con la flecha encima del dispositivo, y hacer diferentes cosas con el: rotarlo,
crear una imagen espejo, copiarlo, cambiar las características, etc.
8.
Para cablear el circuito, escoger la opción
y posicionar el cursor en un pin del elemento.
Aparecerá un cuadrito rojo alrededor de dicho pin, dar click izquierdo sobre él y mantenerlo presionado
desplazándose con el mouse hasta el otro pin del otro elemento al cual desea conectarlo, aparecerá otro
cuadrito rojo sobre el nuevo pin, cuando esto suceda suelte el botón izquierdo del Mouse y de esta
manera quedaran conectados los dos pines deseados. La línea que se crea entre ellos puede ser
y seleccione la parte de la línea
cambiada de posición de la siguiente manera: escoja el botón
que se quiere mover y ajústela a su conveniencia. Esto es útil porque en algunos casos el programa
diseña líneas sobrepuestas que son difíciles de identificar.
9.
Capacidades de edición. Circuit Maker utiliza una capacidad conocida como: “Movimiento Elástico”.
Esto le permite mover un componente o cable mientras que mantiene intacta la conectividad del
, y luego se selecciona algún componente o grupo
circuito. Para hacer esto seleccione el botón
de componentes en el circuito, se arrastra y luego se suelta.
10. Para borrar se usa la tecla Delete o el botón
, seleccione un componente y luego presione
Delete o presione el botón antes mostrado y haga un clic sobre el componente que desee borrar. Si
desea deshacer el borrado o cualquier orden anterior presione Ctrl+Z.
11. Circuit Maker le permite colocar textos multilínea y con formato en cualquier parte del circuito. Para
insertar un texto haga clic en la herramienta de texto
deseada y haga clic para escribir.
luego mueva el cursor a la posición
12. Algunos componentes más utilizados se encuentran en los menús Hotkyes1 y Hotkyes2. Los
dispositivos más utilizados para circuitos combinacionales son:
Multiplexor 2 de 4x1 74153
Multiplexor 8x1 74151
Decodificador 2 de 2x4 74139
Decodificador de 3x8 74238
3
Decodificador de 4x16 74154
Decodificador de BCD a 7S 7488
Comparador 7485
Sumador 7483
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Pasos para la simulación de un circuito
1. Para comenzar una simulación, primero debe de escogerse si se simulará un circuito analógico o un
circuito digital, para ello busque el siguiente botón
el cual representa que la simulación es de
tipo analógica, de un clic sobre él, la figura del botón cambiará a la que se muestra a continuación,
esto indica que se ha cambiado el modo y que se simulará un circuito digital.
2. Para llevar a cabo la simulación puede realizarse de dos manera: paso a paso o funcionamiento
continúo.
-Paso a paso significa que se lleva a cabo una acción a la vez, o un ciclo de reloj por vez, y el botón a utilizar
es:
-Funcionamiento continuo, significa que el circuito se mantendrá en funcionamiento constante hasta que se
presione el botón stop
, el botón para la simulación continua es:
3. Para inicializar el circuito, haga click en el botón
o (F10)
de la barra de herramientas.
en la barra de herramientas o (F11). El estado de cualquier cable en el
4. Con el botón de traza
circuito es mostrado simultáneamente mientras la simulación se ejecuta. En este modo los cables
en uno lógico se muestran de color rojo, los cables en cero lógico se muestran en azul y los cables
en estado desconocido o de alta impedancia en color verde.
III. Materiales y Equipo
No.
Cantidad
1
Descripción
Computador con el Software Circuit Maker
IV. Procedimiento
1. Busque en los programas instalados de su computadora el simulador Circuit Maker e Ingrese a Él.
2. Siguiendo los pasos descritos en la introducción teórica cree un nuevo archivo, sobre el cual
trabajara.
3. Presione el botón
para abrir la ventana del selector de dispositivos, marque con un cheque
la opción Return, y haciendo uso de las listas de dispositivos, seleccione un Switch Lógico el cual se
encuentra ubicado en la siguiente ruta: Switches>>Digital>>Logic Switch, deberá aparecer un
símbolo como el que se muestra a continuación:
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4. Una vez ubicado el Switch Lógico en el área de trabajo automáticamente regresara a la ventana de
selección de dispositivos, estando dentro de ella ahora procederá a buscar una Compuerta Lógica
NOT (o Inversor), el cual se encuentra ubicado en la siguiente ruta:
Digital Basic>> Buffer/Inverter>>Inverter>>74LS04 y es representada con el siguiente símbolo:
5. Ahora siguiendo un procedimiento similar al utilizado en el paso 4, inserte en el área de trabajo un
Display Lógico, ubicado en la siguiente ruta: Displays>> Digital>>Logic Display, el cual es
representado con el siguiente símbolo:
6. Una vez ubicado el elemento anterior, deberá tener 3 dispositivos en el área de trabajo, para
visualizarlos deberá cerrar la ventana de selección de dispositivos, acomode los dispositivos en el
área de trabajo como se muestra a continuación (Uno detrás de otro):
7. Ahora procederá a realizar la conexión entre los dispositivos, para ello utilice la herramienta
realice las conexiones y etiquete la entrada con el nombre “A” y la salida con el nombre “Y”
hasta obtener un circuito como el que se muestra a continuación:
8. En este momento usted ha construido un circuito básico con una compuerta lógica, de una entrada
y una salida, la entrada será controlada por el estado del Switch Lógico. Recuerde que un estado
lógico bajo (cero lógico) es igual a 0 voltios, y un estado lógico alto (uno lógico) es igual a 5v, para
la tecnología TTL.
El Switch Lógico utilizado en este circuito es capaz de conmutar ambos estados lógicos
simplemente dando Click Izquierdo sobre El.
Mientras que la salida se verá reflejada en el Display Lógico, el cual representa un estado lógico
bajo (cero lógico) con un display en blanco (OFF), y un estado lógico alto (uno lógico) con un display
encendido (ON) tal como se muestra en la siguiente figura:
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9. Proceda a simular el circuito construido y a llenar la siguiente tabla de verdad en base a los
resultados obtenidos (revise los pasos que se deben seguir para realizar una simulación en la
introducción teórica). Recuerde que este es un circuito digital por lo que debe utilizar la simulación
digital.
Para determinar el valor de salida visualice el estado del Display Lógico para cada uno de los casos y
anote en la tabla su correspondiente valor, dependiendo del valor de entrada.
Recuerde que la entrada es controlada por el Switch lógico y la salida es visualizada por el Display
Lógico
Entrada Salida
A
Y
0
1
Tabla de Verdad Compuerta NOT
10. Dibuje el siguiente circuito en el espacio de trabajo, tomando en cuenta que la nueva compuerta
lógica utilizada (Compuerta OR) se encuentra en la siguiente ubicación de la ventana de selección
de dispositivos: Digital Basic>> Gates>>2-In OR>>74LS32
11. Simule el circuito anterior variando los valores de los niveles lógicos de entrada y anote en la
siguiente tabla el valor obtenido en la salida:
Entradas Salida
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
Tabla de Verdad Compuerta OR
12. Arme y simule el circuito que se presenta a continuación variando los valores de los niveles lógicos
de entrada y anote en la siguiente tabla el valor obtenido en la salida, la compuerta utilizada en
este caso es la compuerta lógica AND, ubicada en la siguiente ruta:
Digital Basic>> Gates>>2-In AND>>74LS08
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Entradas Salida
A
B
Y
0
0
0
1
1
0
1
1
Tabla de Verdad Compuerta AND
13. Arme y simule el circuito combinacional que se presenta a continuación, varié los valores de los
niveles lógicos de entrada y anote los niveles lógicos obtenidos en las salidas en la siguiente tabla
Entradas
A B C
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Salidas
X
Y
Tabla de Verdad Circuito Combinacional
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V. Análisis de resultados
•
•
Investigar las tablas de verdad de las Compuertas Lógicas NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR
Investigar los números de serie de las compuertas lógicas NAND, NOR, EX-OR, EX-NOR de dos
entradas de la tecnología TTL
Simular el comportamiento de las compuertas mencionadas para obtener la tabla de verdad de las
mismas y comparar con las tablas investigadas.
•
VI. Bibliografía
•
•
•
Hojas de datos de los elementos electrónicos net.cdb.edu.sv/electrónica
Ronald J. Tocci. Sistemas digitales, principios y aplicaciones. Biblioteca UDB.
Basic Tutorial of Circuit Maker. http://www.d.umn.edu/~ralbaflo/ECE1315F05/CircuitMaker-tutor2.pdf
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Evaluación del desarrollo de la práctica
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Grupo de laboratorio______________
Alumno: _________________________________________________Nº Carné: ____________
Alumno: _________________________________________________Nº Carné: ____________
Evaluación desarrollo de la práctica
Aspecto a evaluar
Atiende las indicaciones a lo largo de la
guía
Contesta correctamente a las preguntas
que se le plantean
Comprende la funcionalidad del circuito
simulado
Estética de los circuitos simulados
Mantiene el orden durante el desarrollo
de la práctica
Cumple todos los puntos especificados en
la guía de laboratorio
Total
9
Porcentaje
real
10%
20%
30%
10%
10%
20%
100%
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Alumno Nº1
Porcentaje
obtenido
Alumno Nº2
Porcentaje
obtenido