Tema: SOFTWARE DE BREADBOARD Y COMPUERTAS LOGICAS

Sistemas Digitales 1
Facultad: Ingeniería
Escuela: Electrónica
Asignatura: Sistemas Digitales
Lugar de Ejecución: Fundamentos
Generales.
Tema: SOFTWARE DE
LOGICAS BASICAS.
BREADBOARD
Y
COMPUERTAS
Objetivo General
• Que el estudiante se familiarice con la breadboard de forma
electrónica y que comprenda lo que son los niveles lógicos
así como el manejo de las compuertas básicas.
Objetivos Específicos
•
•
•
Manejar compuertas lógicas básicas con las EB131 y 132.
Conocer la arquitectura virtual de la Breadboard.
Realizar mediciones y comprobaciones de lo que son las
compuertas lógicas.
Materiales y equipo
gENEspecífico
•
•
•
•
•
•
•
1
1
4
1
1
1
1
Módulo PU-2000 con PU-2200.
Par de puntas para multímetro.
Par de puntas para las fuentes de alimentación.
EB131
EB132
PC con software constructor virtual de circuitos
Breadboard
Tarea previa
Antes de realizar esta práctica ud. Debe de leer sobre las
compuertas lógicas, sobre todo los IC de la familia TTL.
Sistemas Digitales 2
Debe de haber llenado las tablas de verdad de la presente
guía con lápiz para que las pueda comprobar en el
laboratorio. Estas las revisara su instructor en el
transcurso de la practica.
INTRODUCCIÓN
En la guía introductoria se nos presento una de las
herramientas de uso en el área de la electrónica como es la
Breadboard, en la presente guía queremos ir un paso mas alla,
en el sentido de presentarle una breadboard pero de forma
virtual.
La idea de la presente guía es que se familiarice con la
breadboard de forma tal que nos permita que, cuando en la
proxima seción de laboratorio pueda, realizar su primer
circuito de forma practica y de forma semiautomata.
En la presente guia se trabajara con software pero tambien
con elementos integrados en una placa, que nos permitira
hacer las primeras comprobaciones de lo que son las tablas de
verdad de las principales compuertas que se estudian en
sistemas digitales.
Entre las principales compuertas a estudiar están las
siguientes compuertas: AND, OR, NOT y EXOR, así como sus
combinaciones que nos permitan hacer sus complementos para el
caso las NAND, NOR y EX-NOR.
Las tablas de verdad, son una forma de presentar e
interpretar lo que es la respuesta que dan las compuertas
ante la presencia de valores “logicos” presentes en sus
entradas.
Acontinuación se presentan las principales tablas de verdad,
que se espera que en la presente practica de laboratorio se
compruebe y se verifique su funcionamiento, lo mismo que los
valores de tension con los que vamos a representar los
niveles logicos de entrada como lo son los “unos y ceros”.
Sistemas Digitales 3
Fig.1 Principales compuertas logicas, tablas de verdad y representación.
Procedimiento
PARTE
I: COMPROBACION DE LAS TABLAS DE VERDAD.
Bibliografía
1. Identifique y coloque la tarjeta de experimentación EB-131
que 1
nos servirá para comprobar lo que son las tablas de
Guía
verdad
de
las
compuertas
AND,
OR,
NOT,
EXOR
y
combinaciones de las mismas,
colóquela
en el PU-2200,
verifique que los conectores hagan “clip” a la hora de
colocarla en el tablero maestro PU2000 y una vez encendido
el equipo la mayoría de los “foquitos” deberán de estar
encendidos.
2. Ubique la fig. 2 en la EB131, para que podamos iniciar lo
que es la comprobación de las tablas de verdad del mismo.
Sistemas Digitales 4
Con la ayuda de los conectores que le ha proporcionado su
instructor colóquelos en los puentes y con el auxilio de
los interruptores que se encuentran en la tarjeta complete
la tabla de verdad para la compuerta AND.
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
(A)
F1
(B)
Fig. 2 (A)compuerta AND o Y, con su (B)tabla de verdad .
3. para ubicarlo vea la figura 2.1(a)
dinámica complete la tabla de verdad.
y
bajo
C
B
A
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
la
misma
F2
Fig. 2.1 compuerta AND de 3 entradas con su tabla de verdad
Con esto termínanos de momento lo que es el estudio de la
compuerta AND o Y, de la misma podemos concluir que el
comportamiento de la compuerta es simular a la operación de
multiplicación de dos variables, donde para obtener un UNO a
la salida por fuerza es necesario que TODAS
las entradas
tengan un UNO, de lo contrario la salida cera siempre CERO.
Sistemas Digitales 5
Veamos un caso diferente, el de la compuerta OR, donde se
espera que el comportamiento de la misma sea un tanto
diferente al comportamiento de la AND, en el sentido de que
en está el comportamiento de la salida es diferente al de la
entrada y por fuerza siempre que exista un UNO, en cualquiera
de sus entradas, la salida se activara y por consiguiente
quedara en UNO.
4. Desconecte los terminales utilizados en el ejercicio
anterior, coloque los interruptores en la posición de
“CERO” y ubique en la tarjeta de experimentación EB131 la
figura 3, colóquele los puentes según se ven y completa la
tabla de verdad de la misma.
Fig. 3
Compuerta OR u O, su tabla de verdad.
5. Pregunta ¿Qué noto cuando estaba realizando la tabla con
respecto
a
la
luminaria
F2,
lo
puede
explicar?
__________________________________________________________
Con el auxilio de un conector mas añada la entrada C y
complete la tabla de verdad para la compuerta OR de tres
entradas, esto realícelo a parte y por su propia cuenta.
6. Para la compuerta NOT, es decir la negada, será necesario
implementar el circuito de la figura siguiente, el cual
detalla las conexiones y la tabla de verdad del mismo.
Nótese que para las inversoras estas solo cuentan con una
entrada para datos y una sola salida, esto implicara que
no tendremos más que una entrada y una salida en la tabla
de verdad.
Sistemas Digitales 6
A
/A
0
1
Fig. 4 compuerta NOT y su tabla de verdad.
7. Como parte de su aprendizaje es necesario que se
comprueben los valores de tensión a la salida y entrada de
las compuertas lógicas ya que esto le será de suma ayuda a
la hora de realizar comprobaciones de conexione y sobre
todo para hace análisis de fallas en sus diseños, para
ello vamos a implementar el siguiente circuito y con la
ayuda de un multimetro comprobaremos el valor tanto de la
tensión de entrada como de salida de una compuerta y
extrapolaremos el dato para el resto de compuertas. Por lo
que se le pide que implemente el siguiente circuito.
Nivel
lógico
0
1
Z
V.Ent
min
V.Ent
max
V.Sal
min
V.Sal
max
Fig. 5 circuitos de comprobación de niveles lógicos.
8. Del siguiente circuito es una variante del anterior, pero
tiene por misión en mostrarle lo que son los valores
lógicos con carga a la salida de una compuerta, en el
ejercicio anterior, ud. Pudo comprobar la operación sin
“carga” de una salida de un circuito con compuertas, en el
presente punto ud. Comprobara lo que es la respuesta del
circuito ante “carga”, como lo puede ser una luminaria,
otra compuerta o un conjunto de compuertas, por favor
implemente el circuito siguiente y si tiene dudad de cómo
hacerlo no dude en consultarle a su instructor.
Sistemas Digitales 7
9. En
este
momento
ud,
ya
completo
lo
que
es
el
entrenamiento básico en compuestas lógicas, ya estamos
listos para hacer circuitos mas complejos, siempre con el
apoyo de la EB131, por favor desarme el circuito anterior
y prepárese para implementar el siguiente.
C
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
A
0
1
0
1
0
1
0
1
F1
F2
F3
Fig. 6 circuitos combinacionales y su tabla de verdad.
10. Obtenga la expresión booleana para cada una de salidas
marcadas como F1_____________________ F2__________________
F3___________________ y/o F3 _____________________________
11. por favor desarme el circuito anterior y prepárese para
implementar el siguiente.
C
B
A
F2
Fig. 7 circuitos combinacionales y su tabla de verdad.
12. Obtenga la expresión booleana para cada una de salidas
marcadas como F2__________________
13. Desarme el circuito, entregue los componentes ordenados
y la EB 131 en su caja respectiva, indíquele a su
instructor la finalización de la primera parte de la guía
para que el procesa a la revisión y le indique como van a
trabajar en la segunda parte de la guía.
SEGUNDA PARTE DE LA GUÍA…
Sistemas Digitales 8
Para esta segunda parte es necesario que tenga una PC con
Windows instalado y
con el programa CONSTRUCTOR VIRTUAL
DE CIRCUITOS.
14. Inicie el software y ubique la figura siguiente en el
mismo.
Fig. 8 esquema inicial del breadboard en el software.
15. Los circuitos integrados, son los elementos donde están
alojadas las compuertas lógicas, estos se diferencias por
el numero que traen impresos en sus cuerpos, de tal manera
que para una compuerta AND, la nomenclatura del IC debería
de ser XX74XX08XX, las X representan letras que de momento
no viene al caso conocer, pero que la siguiente practica
se profundizara en los mismos, de momento nos interesa que
sepas que hay un IC para cada tipo de compuerta y que en
el anexo correspondiente se te detallan los diferentes
integrados que vamos a usar a lo largo del curso.
Ubica en el software la siguiente figura para que puedas
sacar tus componentes y realizar las primeras practicas con
IC…
Sistemas Digitales 9
16. Por favor extrae un IC 7408, un 7404 y un 7432,
colocalos sobre el breadboard tal y como se ven en la
siguiente figura.
17. Realice las conexiones por medio de la línea de color
que se encuentra arriba de la breadboard, use colores para
distinguir lo que es el positivo (rojo) y lo que es
negativo
(azul),
tal
y
como
se
le
presentan
a
continuación.
18. Refiérase al anexo correspondiente para que vea como son
los pines de conexión de cada IC y realice las conexiones
Sistemas Digitales 10
del caso para que se cumpla con el circuito que nace de la
expresión booleana siguiente F1 = (A*B) + /C.
19. Entendiendo como se realizan estas operaciones es fácil
hacer los circuitos de los puntos anteriores, por lo que
se
le
pide
que
escoja
uno
de
los
ejercicios
combinacionales de la parte primera y los implemente
utilizando el software acá descrito.
20. Muéstrele a su instructor el funcionamiento el circuito,
cuando él se lo indique apague la maquina y deje ordenado
su puesto de trabajo.
Análisis de Resultados
PARTE
Guía I.
3
Al completar la presente guía ud, está en posición de poder
desarrollar ejercicios de forma independiente, por lo que se
Guía 4
le presentan una serie de ejercicios que deberá completar por
fía
Sistemas Digitales 11
su cuenta y entregárselos a su instructor en el formato que
él le indique.
1. Realice el siguiente circuito y saque las tablas de
verdad para cada una de las salidas y explique el
comportamiento
de
las
mismas.
2. De la siguiente figura, diganos cuales de las funciones
F1, F2 y F3, son iguales entre si
3. Es F4 igual a F5 o a F6 en el siguiente esquema
4. Obtenga la table de verdad y la expresión booleana para
el siguiente esquema
Sistemas Digitales 12
5. Investigue en las tiendas especializadas de electrónica,
sobre los costos de los elementos vistos en la práctica
y sobre la breadboard, ya que tendrá que realizar tareas
y será necesario que adquiera sus propios elementos.