1 COMPUERTAS LÓGICAS (2)

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS
ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA
DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA
GUÍA DE PRÁCTICA DE LABORATORIO
CARRERA
CÓDIGO DE LA
ASIGNATURA
NOMBRE DE LA ASIGNATURA
ELECTRÓNICA Y
AUTOMATIZACIÓN
ELEE 7011
CIRCUITOS DIGITALES
PRÁCTICA N°
LABORATORIO DE:
1
1
TEMA:
ELECTRÓNICA
DIGITAL
COMPUERTAS LÓGICAS
DURACIÓN
(HORAS)
2
OBJETIVO
●
●
●
2
Verificar el funcionamiento de las compuertas lógicas básicas.
Verificar el funcionamiento de las compuertas lógicas universales.
Verificar el funcionamiento de las compuertas lógicas especiales.
INSTRUCCIONES
A. EQUIPO Y MATERIALES NECESARIOS
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
●
4 Diodo emisor de luz.
1 Fuente 5Vcc.
1 Extensión.
1 Multímetro.
1 CI 74LS04, 74LS08, 74LS32, 74LS86
3 pulsadores.
1 Protoboard.
4 Resistencia de 330 Ώ
3 Resistencias de 1 KΏ
Cables de conexión.
Herramientas de electricista.
Mandil.
B. TRABAJO PREPARATORIO
●
Dibuje la estructura interna (símbolos) y distribución física de pines de las compuertas
lógicas en el circuito integrado 7404, 7408 y 7432.
●
Realice los circuitos para compuertas lógicas AND y OR de tres entradas utilizando
compuertas de dos entradas.
3
ACTIVIDADES A DESARROLLAR
COMPUERTA LÓGICA NOT
a. Arme el circuito de la figura 1. Utilice la compuerta Nº 1 del CI para la práctica. Polarice
+5V al terminal 14 del CI y GND al terminal 7.
Figura 1. Compuerta lógica NOT.
b. Según los valores lógicos de la tabla 1, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad 1. Entrada: accione el pulsador: 1L, sin accionar el pulsador 0L, Salida: LED
prendido 1L, LED apagado 0L.
c. Deje suelta la entrada del inversor. ¿Qué valor tiene la salida 0L o 1L?: 1L
d. Arme el circuito de la figura 2 para formar la operación lógica de afirmación. Escriba los
resultados en la tabla 2.
Figura 2. Lógica de afirmación.
COMPUERTA LÓGICA AND
e. Arme el circuito de la figura 3. Utilice la compuerta Nº 1 del CI para la práctica. Polarice
+5V al terminal 14 del CI y GND al terminal 7. Accione los pulsadores según indica la tabla 3
y escriba los resultados en la misma.
Figura 3. Compuerta lógica AND.
f. Deje sueltas las entradas. ¿Qué valor tiene la salida 0L o 1L?: 1L
g. Según los valores lógicos de la tabla 3, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
h. Utilizando el CI 7408 construya una compuerta lógica de 3 entradas y verifique el
funcionamiento. Escriba el resultado en la tabla 4.
COMPUERTA LÓGICA OR
i. Arme el circuito de la figura 4. Utilice la compuerta Nº 1 del CI para la práctica. Polarice +5V
al terminal 14 del CI y GND al terminal 7. Accione los pulsadores según indica la tabla 3 y
escriba los resultados en la misma.
Figura 4. Compuerta lógica OR.
j. Deje sueltas las entradas. ¿Qué valor tiene la salida 0L o 1L?: 0L
k. Según los valores lógicos de la tabla 5, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
l. Utilizando el CI 7432 construya una compuerta lógica de 3 entradas y verifique el
funcionamiento. Escriba el resultado en la tabla 6.
m. Arme el circuito de la figura 5. Puede utilizar la compuerta NAND 74LS00, directamente.
Usar los circuitos lógicos para generar 0 y 1 L como en la práctica 1.
Figura 5. Compuerta NAND.
n. Según los valores lógicos de la tabla 7, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
o. Arme el circuito de la figura 6. Puede utilizar la compuerta 74LS02.
Figura 6. Compuerta NOR.
p. Según los valores lógicos de la tabla 8, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
q. Arme el circuito de la figura 7.
Figura 7. Compuerta XOR.
r. Según los valores lógicos de la tabla 9, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
s. Arme el circuito de la figura 8.
Figura 8. Compuerta XNOR.
t. Según los valores lógicos de la tabla 10, coloque los niveles altos y bajos para completar la
tabla de verdad. LED encendido = 1L y LED apagado = 0 L.
4
RESULTADOS OBTENIDOS
Tabla 1. Tabla de verdad para una compuerta lógica NOT.
A
X
0
1
1
0
Tabla 2. Tabla de verdad. Operación de doble negación.
A
X
0
0
1
1
Tabla 3. Tabla de verdad para una compuerta lógica AND de dos entradas.
A
B
X
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Tabla 4. Tabla de verdad para una compuerta AND de 3 entradas.
A
B
C
X
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
Tabla 5. Tabla de verdad para una compuerta lógica OR de dos entradas.
A
C
X
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Tabla 6. Tabla de verdad para una compuerta OR de 3 entradas.
A
B
C
X
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
Tabla 7. Tabla de verdad para una compuerta lógica NAND de dos entradas.
A
B
X
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Tabla 8. Tabla de verdad para una compuerta lógica NOR de dos entradas.
A
B
X
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
Tabla 9. Tabla de verdad para una compuerta lógica XOR de dos entradas.
A
B
X
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Tabla 10. Tabla de verdad para una compuerta lógica XNOR de dos entradas.
A
B
X
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
ANÁLISIS DE RESULTADOS Y CUESTIONARIO
1. En la operación lógica NOT, la salida es alta si la entrada es?
Nivel bajo 0.
2. La operación NOT genera el resultado de 0 si la variable de entrada es?
Nivel alto 1.
3. En la operación lógica AND, la salida es baja si una de las entradas es?
Nivel bajo 0.
4. La operación AND genera el resultado de 1 sólo si las variables de entrada son?
De nivel alto 1.
5. En la operación lógica OR, la salida es alta si una entrada es?
De nivel alto 1.
6. La operación OR genera el resultado de 0 si todas las variables de entrada son?
De nivel bajo 0.
7. La ecuación lógica que describe la operación lógica NOT es?
𝑋 = 𝐴'
8. Al realizar la doble negación de una variable de entrada la salida es?
Es una afirmación
9. La ecuación lógica que describe la operación AND es?
𝑋 = 𝐴𝐵
10. En la operación AND 1.1.1.1 = 1
11. Para la operación AND, la expresión Y = 0.1 = 0
12. La ecuación lógica que describe la operación lógica OR es: 𝑋 = 𝐴 + 𝐵
13. En la operación OR, 1+1+1+1 = 1
14. Para la operación OR, la expresión Y = 0+1 = 1
15. Las entradas sueltas en los circuitos integrados TTL utilizados actúan como OL o
1L?
Actúan como 1L
16. Cuáles son las compuertas lógicas universales?
La puerta NAND y la puerta NOR se dice que son puertas universales, ya que con
combinaciones de ellas, se puede realizar cualquiera de las combinaciones básicas.
17. La ecuación lógica que describe la operación lógica XOR es: 𝑋 = 𝐴𝐵 + 𝐴𝐵
18. La ecuación lógica que describe la operación lógica XNOR es: 𝑋 = 𝐴𝐵 + 𝐴 𝐵 .
19. En la operación lógica XOR la salida es baja si las entradas son:
Cuando las dos entradas se encuentren en estado bajo (0) o en estado alto (1).
20. En la operación lógica XNOR, la salida es alta si las entradas son:
Cuando las dos entradas se encuentren en estado bajo (0) o en estado alto (1).
21. En la operación XOR, 1+ 0 =1
22. En la operación XNOR, 1+ 0 = 0
23. La ecuación lógica que describe la operación lógica NAND es: 𝑋 = 𝐴 · 𝐵
24. La ecuación lógica que describe la operación lógica NOR es: 𝑋 = 𝐴 + 𝐵
25. En la operación lógica NAND, la salida es baja si las entradas son:
Cuando al menos una sola de sus entradas o ambas están en 0.
26. En la operación lógica NOR, la salida es alta si las entradas son:
Cuando todas sus entradas están en 0.
27. En la operación NOR, 1+0+1+0 = 1
28. En la operación NAND, 1.0.1.0 = 1
.
5
CONCLUSIONES
●
Finalizado con la práctica referente a compuertas lógicas, se llega a la conclusión de que
cada circuito opera con ayuda de un circuito integrado, el cual gracias a los esquemas
proporcionados, se permite deducir la conexión correcta partiendo de su pin de entrada y
salida del circuito integrado.
●
Se concluye que, para la lectura esquemática de conexión de entrada y salida de los pines
del circuito integrado, se debe partir desde un punto o señal que se encuentra en el
microcontrolador, el cual nos mostrará cual es el pin número 1, y se seguirá la secuencia de
los pines de forma correspondiente.
●
La conexión de los circuitos ha empezado desde uno simple, hasta un circuito que mantiene
cierta complejidad, la cual nos ha permitido analizar su funcionamiento en las compuertas
lógicas básicas, universales y especiales.
●
Los circuitos armados han utilizados componentes, tales como son pulsadores, estos han
podido interactuar en el circuito y dando paso a entender el principio de las compuertas
lógicas, en ciertos casos se necesitó hasta dos pulsadores, y que, al momento de presionar
un pulsador, permite encender un diodo led, y en cierto caso, usar hasta dos pulsadores
para que al momento de presionar ambos, la intensidad de luminosidad del diodo led sea
mayor, y si solo se presiona un pulsador, la intensidad de luz sea la mitad.
●
Concluimos que, para relacionar el tema de las compuertas lógicas, con ayuda de los
pulsadores, se permite encender el led, entonces se sobreentiende que, cuando un led se
enciende, su valor es 1, y si se apaga es 0, existen casos en el que debe ser inversor a esta
regla, y que si se presiona el pulsador, el diodo se apagarà, y será 0, pero si se suelta el
pulsador, el diodo se encenderá y su resultado será 1.
●
Interpretamos las tablas de verdad para cada compuerta lógica tal y como se nos presenta
en la práctica, y sus resultados coinciden, ya que un simple caso con la compuerta lógica
NOT, como nos dice que se debe polarizar en terminal 14, permite a que el diodo led este
encendido aun si el pulsador no está presionado, dando origen a que el pulsador 0 y diodo
led encendido 1, pero si este se presiona, el diodo led se apaga, dando origen a que el
pulsador sea 1 y el diodo led sea 0.
6
RECOMENDACIONES
●
Llevar todos los implementos eléctricos y electrónicos para la práctica de laboratorio.
●
Tratar de mantener la concentración al momento de realizar cada circuito eléctrico con el fin
de tener éxito en la práctica a realizar.
●
Tener en claro la parte teórica para agruparla con la práctica así logra tener un mejor
desarrollo en el armado del circuito.
●
Verificar el estado de los componentes electrónicos que se van a usar para la práctica de
laboratorio.
●
Conectar adecuadamente las polaridades del led para evitar que se queme.
●
Tener precaución con el manejo de los equipos eléctricos y electrónicos al momento de
manipularlos.
7
●
Seguir un orden adecuado durante la elaboración del circuito para evitar confusiones.
●
Tomar evidencias fotográficas para la sustentación del informe.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Y DE LA WEB
TOCCI, Ronald; NEAL Widmer. Sistemas Digitales Principios y Aplicaciones. Décima
Edición. Editorial: Prentice Hall. 2007. ∙ FLOYD, Thomas. Fundamentos de Sistemas
Digitales. Novena Edición. Editorial Pearson Educación. 2009.
ANEXOS
Anexo 1: Circuito de compuerta lógica NOT
Anexo 2: Circuito de compuerta lógica AND
Anexo 3: Circuito de compuerta lógica XOR
Anexo 4: Circuito de compuerta lógica NAND
Anexo 5: Circuito de compuerta lógica NOR
Anexo 6: Circuito de compuerta lógica XNOR
Elaborado por:
Aprobado por:
Sixto Reinoso V
Docente de la asignatura
Jefe de Laboratorio