Circuitos Digitales 1 Laboratorio 2 - SAAVEDRA JULCA

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

FIEE CURSO: CIRCUITOS DIGITALES 1

–

LABORATORIO Nº2 PROFESOR: RUBÉN ALARCÓN MATUTTI ALUMNO: CHRISTIAN PAUL SAAVEDRA JULCA LIMA

– PERÚ

2018

 A) Resolver UNA pregunta como mínimo de cada sección del capítulo 3.

Fig. 3-52

SECCIÓN 3-3 3.1

Dibuje la forma de onda de salida para la compuerta OR de la figura 3-52.

Fig. 1

Solución:

Al ser la salida condicionada por una compuerta OR, está solo dará como valor el 0 en los tiempos en los cuales A, B y C sean 0. En los demás instantes, X tomará el nivel lógico 1.

Fig. 2

Fig. 2 Timming

SECCIÓN 3-4 3.6

Cambie la compuerta OR en la figura 3-52 por una compuerta AND.

Fig. 3 a) Dibuje la forma de onda de salida.

Fig. 4

Solución:

 Análogamente al ejercicio 3.1 de la sección 3-3, ubicaremos aquellos instantes en los cuales las variables A, B y C toman el nivel lógico 1. Ya que una compuerta lógica AND solo arroja 1 en ese caso, podemos deducir, para la gráfica, que en los demás instantes la salida es 0

Fig. 5

Fig. 5 Timming

b) Dibuje la forma de onda de salida si la entrada A se conecta de manera permanente a tierra.

Fig. 6

Solución:

La variable A está constantemente conectada a tierra, es decir, su nivel lógico es el 0. Entonces, la salida será 0 en todo momento, esto se justifica debido a que una compuerta AND arroja 1 si y solo si todas las entradas son 1.

Fig. 7

Fig. 7 Timming c) Dibuje la forma de onda de salida si A se pone en corto de manera permanente con +5V.

Fig. 8

Solución:

El enunciado nos dice que A está conectado a +5V.  Asumiremos entonces que +5V se entiende como 1 lógico por ende A siempre toma como valor lógico el 1. Procederemos de igual forma que en la parte (a) de este ejercicio. Analizaremos la gráfica y tendremos en cuenta solo los instantes en los que las 3 variables son 1. Para los demás instantes la salida es 0.

Fig. 9

Fig.9 Timming

B)

Resolver 2 preguntas como mínimo de las siguientes: 3-7, 312, 3-32, 3-38. 3.7

Consulte la figura 3-4. Modifique el circuito de manera que la alarma se active solo cuando la presión y la temperatura excedan sus límites máximos al mismo tiempo.

Fig. 3-4 Solución: La salida del circuito mostrado en la figura 3-4 está condicionada por una compuerta OR, lo cual significa que la alarma se activa cuando la TEMPERATURA o PRESIÓN exceden sus límites máximos. Se pide que la alarma se active solo cuando ambas variables excedan los límites. Esta condición se puede satisfacer con una compuerta AND.

Fig. 3-4 MOD

TABLA 3-4 MOD TEMPERATURA

PRESIÓN

ALARMA

RESPUESTA

0

0

0

DESACTIVADA

0

1

0

DESACTIVADA

1

0

0

DESACTIVADA

1

1

1

ACTIVADA

Para este ejercicio tomaremos como 1 el caso en el que las variables exceden sus límites máximos y 0 si no.

3.12 Escriba la expresión booleana para la salida x en la figura 353(a). a) Determine el valor de x para todas las posibilidades condiciones de entrada y liste los valores en una tabla de verdad.

Fig. 3-53(a) Solución: - Nos damos cuenta que la parte dentro del recuadro blanco puede ser reemplazado con su equivalente lógico.

Fig. 3-53(cuadro)

- El equivalente lógico de una compuerta OR con entradas y salidas negadas es una compuerta AND.

Fig. 3-53 Simplificado -

Basándonos en la Fig. 3-53 Simplificado, la función booleana ser:  = ( )()() A

B

AND

B

C

X

0 0 0 0 1 1 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 0 0 0 0 0 1 1

0 0 1 1 0 0 1 1

0 1 0 1 0 1 0 1

0 0 0 0 0 0 0 1

b) Repita el proceso para el circuito de la figura 3-53(b).

Fig. 3-53(b) Solución: Expresamos el circuito de la figura 3-53(b) en su forma booleana y obtenemos la siguiente expresión.     +   +    =  Factorizando B’C’ de los dos primeros términos:

  (  + ) +    =    +    =  Factorizando B’ del primer miembro:

 ( +  ) = 

Por lo tanto el circuito puede expresarse como:

Fig. 3-53(b) MOD  Y la tabla de verdad correspondiente es: B

C

A

D

AD

C

C + AD

B

0

0

0

0

0

1

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

1

0

0

0

1

0

1

0

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

1

0

1

1

0

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

1

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

1

1

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

1

0

0

1

1

1

1

0

1

1

1

1

0

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

1

1

1

1

0

0

1

1

1

0

0

0

0

0

0

1

1

1

1

1

0

1

0

0

’

’

’

X

C) Resolver el Ejemplo 3-18 (Página 85) Para esta pregunta se pide los siguientes pasos: 1) Resumen de la hoja de datos técnicos de los CI: 74LS00, 74LS08, 74LS32. Buscar en internet el “Data Sheet”. Explicar

el significado de los principales parámetros. 2) Simular el equivalente lógico de cada CI y definirlo como símbolo. Incluir el pin de Vcc y GND con la misma distribución de pines del “Data Sheet”.

3) Mostrar el conexionado y simular el circuito pedido usando el símbolo del 74LS08 y el 74LS32. El conexionado debe ser tal como se haría en un protoboard real. 4) Mostrar el conexionado y simular el circuito pedido usando solamente el símbolo del 74LS00. El conexionado debe ser tal como se haría en un protoboard real.

SOLUCIÓN: 1) Resumen de los Data Sheet: a) 74LS00

Fig. 10 74LS00

SYMBOL

PARÁMETROS

Min

Max Units

VCC

Supply Voltage

4.75

5.25

VIC

High Level Input Voltage

2

VIL

Low Level Input Voltage

0.8

V

IOH

High Level Input Current

-0.4

mA

IOL

Low Level Input Current

8

mA

TA

Free Air Operating Temperature

70

°C

0

V V

b) 74LS08

Fig. 11

74LS08

SYMBOL

PARÁMETROS

Min

Max

Units

VCC

Supply Voltage

4.75

5.25

V

VIC

High Level Input Voltage

2

VIL

Low Level Input Voltage

0.8

V

IOH

High Level Input Current

-0.4

mA

IOL

Low Level Input Current

8

mA

TA

Free Air Operating Temperature

70

°C

c) 74LS32

0

V

Fig. 12

74LS32

SYMBOL

PARÁMETROS

Min

Max

Units

VCC

Supply Voltage

4.75

5.25

V

VIC

High Level Input Voltage

2

VIL

Low Level Input Voltage

0.8

V

IOH

High Level Input Current

-0.4

mA

IOL

Low Level Input Current

8

mA

TA

Free Air Operating Temperature

70

°C

0

V

2) Simular el equivalente lógico de cada CI y definirlo como símbolo. Incluir el pin de Vcc y GND con la misma distribución de pines del “Data Sheet”.

 A) 74LS00

Fig. 13 B) 74LS08

Fig. 14 C) 74LS32

Fig. 15

3) Mostrar el conexionado y simular el circuito pedido usando el símbolo del 74LS08 y el 74LS32. El conexionado debe ser tal como se haría en un protoboard real.

Fig. 16

D)

Usando solamente el símbolo del 74LS00 Diseñe el circuito más simple que implemente la función  ( ,  ,  )  = ∑ (3,4,6,7) usando compuertas NAND. X1 0 0 0

X2 0 0 1

X3 0 1 0

Z 0 0 0

0

1

1

1

1

0

0

1

1

0

1

0

1

1

0

1

1

1

1

1

n 0 1 2 3 4 5 6 7

 ( ,  ,  ) = 1 23 + 12 3 + 123 + 123 = 23 + 1(2 3 + 23 ) = 23 + 13′

Fig. 18

Diseñe el circuito más simple que implemente la función  ( ,  ,  ) = ∑ (1,3,4,6,7) usando compuertas NAND. X3

X2

X1

Z

n

0

0

0

0

0

0

0

1

1

1

0

1

0

0

2

0

1

1

1

3

1

0

0

1

4

1

0

1

0

5

1

1

0

1

6

1

1

1

1

7

  (,  ,  )  = 1 2  3 +  1 23 + 12 3 + 123 + 123

= 1 3 + 12 + 12 3′

Fig. 19