Lab 1 Circuitos Lógicos 1 - Compuertas

 

 

POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS BASICAS CIRCUITOS LÓGICOS Y ENSAMBLADORES   LABORATORIO 1: COMPUERTAS LÓGICAS  Laboratorio

1:

CIRCUITOS

Compuertas

DIGITALES

Lógicas.

TTL (Transistor Transistor Logic)

Y

ENSAMBLADORES.

Voltaje

Voltajes de de +2 a +6 para

•Maximo: 5.25v  •Mínimo: 4.75v

las series y AC y4000 de +3 a +15 paraHC la series y T4CXX HCT y ACT diseñadas para ser compatibles con TTL  por lo cual necesitan una alimentación de +5 V Basada en transistores MOSFET.

POLITECNICO GRAN COLOMBIANO 2019-1 Temática: 

Compuertas lógicas y álgebra  booleana en circuitos digitales. digitales. Basada en transistores Bipolares

Objetivo: 

Familiarizarse con el uso de componentes de lógica y verificar el funcionamiento y características respecto a las especificaciones del fabricante.

CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor)

“0” logico: entre

0V a 0,8V

1 mA y operan con un gran rango de voltajes entre 3 a 18 V

“1” logico: entre 2 Elementos

1.  Se utilizan los siguientes elementos de laboratorio: a.  Fuente de voltaje  b.  Compuertas lógicas de referencia 7400, 7404, 7408, 7486 y 7432. c.  Dip Switch de 4. d.  Manuales (datasheet ) de fabricante de cada una de las referencias mencionadas, en físico o en digital.

a5V Familia oriiginal es Familia 74C00 equivalente la 7400 al TTL Mayor velocidad Menor velocidad de de operación operación Mayor consumo de Menor consumo de  potencia  potencia Diseñado para alta Diseñada para menor velocidad consumo  Tabla 1  Ref:www.hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Electronic/logfam.html www.ecured.cu/Compuertas_CMOSo_MOS  _Complementarias •

Prelaboratorio

1.  Realice una pequeña investigación  previa sobre las tecnologías TTL y CMOS. ¿Cuáles son las diferencias entre ellas? ¿En qué aplicaciones se usa cada una de ellas? ¿Cuáles son los voltajes equivalentes a 0 y 1 lógico que cada tecnología maneja?  No copie literal, lea y realice una interpretación concisa, referencie.

2.  Identifique las referencias que corresponden a los tres operadores  básicos de la lógica binaria: AND, OR y NOT. Identificar con ayuda del manual la disposición de los pines de cada componente: la alimentación, los pines de salida y los pines de entrada. Incluya un dibujo para cada una.

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POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS BASICAS CIRCUITOS LÓGICOS Y ENSAMBLADORES   LABORATORIO 1: COMPUERTAS LÓGICAS  compuerta la unica salida en 1 es cuando las dos entradas sean 1 en el resto de los casos siempre será 0.

Para esta compuerta las dos entradas en 0 dan la salida 0. En el resto de casos es 1.

 Imagen1

 Imagen3

En la siguiente imagen podemos identificar la configuración del circuito integrado 7408 donde se evidencia la compuerta AND

En la siguiente imagen podemos identificar la configuración del circuito integrado 7432 donde se evidencia la compuerta OR

COMPUERTA AND:  En esta

COMPUERTA OR: 

 Imagen4

 Imagen2 

2

 

 

POLITECNICO GRANCOLOMBIANO FACULTAD DE INGENIERIA Y CIENCIAS BASICAS CIRCUITOS LÓGICOS Y ENSAMBLADORES   LABORATORIO 1: COMPUERTAS LÓGICAS  COMPUERTA NOT:  Para

esta compuerta la Entrada A en 0 salida en 1.Cuando la entrada en 1 tenemos la salida en 0.

3.  Realice el diseño del montaje que realizará en el laboratorio para los  puntos 1,2 y 3. 4.  Investigue cómo se realiza el montaje de un dip switch. Realice un dibujo. Laboratorio

 Imagen5

En la siguiente imagen podemos identificar la configuración del circuito integrado 7404 donde se evidencia la compuerta OR.

 Imagen6 SIMULACION COMPUERTAS LOGICAS EN PROTEUS

1.  Pruebe cada una de las compuertas conectando un LED a la salida (con resistencia) y usando el dip switch  para conmutar las entradas entre 1 y 0. COMPUERTA 7400 NAND

 Imagen7

TABLA DE LA VERDAD

 Imagen8 Simulacion1 

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ENTRADA EN 0-1 Con el dip swith con las dos entradas en 1 el led se apaga como lo muestra nuestra tabla de la verdad. Con el resto de las situaciones el led se enciende. En Laboratorio:

ENTRADA EN 1 –   00

Laboratorio3 ENTRADA EN 1-1

Laboratorio1 ENTRADA EN 0 –   00

Laboratorio4 COMPUERTA OR.

Laboratorio2

4

 

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Postlaboratorio: ¿Qué

pasa cuando una de las entradas de la compuerta queda sin ninguna entrada o cable conectado? Realice las pruebas que sean necesarias llegar a una conclusión. Anotepara su conclusión. •  Se verifico que si quitamos una

entrada a la compuerta, esta queda sin funcionar sin depender del valor de entrada conectada. Esto debido a que el integrado no detecta ningún valor de entrada y no permite el correcto funcionamiento del mismo.

Con el dip swith con las dos entradas en 0 el led se apaga como lo muestra nuestra tabla de la verdad. Con el resto de las situaciones el led se enciende.

2.  Realice los montajes necesarios para

ENTRADA EN 0 –   00

verificar propiedades distributivas y las las de Morgan en el  protoboard (en la notación, el !  significa NOT). a.  !(P ∙ Q ) = !P + !Q   b.  !(P + Q ) = !P ∙ !Q  3.  Conecte una señal cuadrada de 1khz a una de las entradas de la compuerta XOR y otra también cuadrada de 2Khz a otra entrada. Examine la salida, compruebe la validez de la

Laboratorio5 ENTRADA DIFERENTE DE 0 -0

tabla de la verdad de dicha compuerta y concluya. Conclusiones:

Laboratorio6

 

Terminado el laboratorio logramos identificar el funcionamiento correcto de las compuertas lógicas. Adicionalmente verificamos que la teoría del pre-laboratorio funciono correctamente y las salidas fueron las esperadas. Adicionalmente comprobamos las configuraciones de los diferentes circuitos integrados teniendo en

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cuenta sus polarizaciones, voltajes requeridos y tecnologías trabajadas. Teniendo en cuenta los manuales de fabricante Noscircuitos facilita el montaje(oy datasheet). el uso de los con compuertas lógicas. Referencias: •www.hyperphysics.phyastr.gsu.edu/hbasees/Electronic/logfam.html  www.ecured.cu/Compuertas_CMOSo_MOS  _Complementarias  •http://www.profesormolina.com.ar/electron

ica/componentes/int/elec_digit.htm •http://service.udes.edu.co/modulos/docume

ntos/pedropatino/compuertas.pdf •https://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_l%C3

%B3gica

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