Laboratorio 2 - Algebra Booleana (PACHECO)

 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL – GUÍA DE LABORATORIO 2  In  I ntegrantes JUAN ESTEBAN PACHECO LEAL

Idenfcación 131910009

Fecha 5/03/2021

Objetvos Esta experiencia de laboratorio ene como objevos principales: 

Conocer las compuertas lógicas básicas y las relaciones que se pueden establecer entre ellas.



Idenfcar la unción lógica de circuitos combinacionales sencillos.

Elemenos necesarios  Proteus 8 (o superior), o acceso a cualquier herramienta EDA ( Electronic Design Automaon ) que permita la simulación de circuitos digitales. 

Acceso a TinkerCad (nkercad.com (nkercad.com))

Background

TTL es la sigla en inglés inglés de transistor-transistor logic , es decir, «lógica transistor a transistor». Es una tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales. En los componentes abricados con tecnología TTLRS los elementos de entrada y salida del disposivo son transistores bipolares. Fuente: Tecnología TTL - Wikipedia, la enciclopedia libre

El álgebr álgebra a de Boole Boole son las matemá matemácas cas de los sistemas sistemas digitales. Es indispensable tener unos conocimientos básicos del álg álgebr ebra a boolea booleana na pa para ra estudi estudiar ar y ana analiz lizar ar los circui circuitos tos lógicos. lógi cos. En el labor laboratori atorio o anterior anterior experimentam experimentamos os con las compuertas lógicas básicas, en esta prácca veremos algunas impl im plem emen enta taci cion ones es se senc ncil illa lass de op oper erac acio ione ness y re regl glas as booleanas. La siguiente tabla enumera las doce reglas básicas para la manipulación y simplifcación de expresiones booleanas.

Para tener en cuenta dentro del laboratorio

Los circuitos integrados (I.C.) ulizados en estos experimentos son rágiles y toleran un margen muy reducido de sobrecarga sobre carga tanto en voltaje voltaje como en corriente. El voltaje de uncionami uncionamiento ento (VCC) es la úlma conexión que se debe hacer y medirlo con anterioridad, para asegurarse que no sobrepasa los márgenes espulados, con un volmetro u osciloscopio. Los IC ulizados en estos experimentos son del po de encapsulados de doble línea de terminales y de la amilia TTL (lógica de transistor – transistor), la sigla en inglés. Los terminales de conexión se encuentran numerados en sendo anhorario, con relación a una muesca y / o punto que señala el terminal t erminal N° 1 (Ver fgura 1.1)

Figura 1.1 - Vista superior IC TTL 14 terminales

 

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL – GUÍA DE LABORATORIO 2 1. Realice las conexiones del siguiente circuito con las respecvas compuertas que permitan su simulación.

Figura 1.1 1.1

Modifque el estado del interruptor de entrada de acuerdo con la Tabla 1.1 y anote los valores lógicos que representan los voltajes medidos por los mulmetros digitales.  Pin 1 0

Pin 2 1

1

Pin 3 0

0

1

  Tabla 1.1

  1.2

Ulizando un generador de pulsos conectado en el Pin 1 realice las simulaciones para completar la siguiente tabla indicando el estado lógico de cada volmetro. Pin 2 Pin 3

5 0

0 5

5 0

0 5

5 0

0 5

5 0

Tabla 1.2

SW1(NC)

U1:A

SW1 1

SW-SPDT

U1:B 2

3

7404

4 7404

+88.8

+88.8

Volts

Volts

GND

 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL – GUÍA DE LABORATORIO 2 2. Diseñe del siguiente circuito con las compuertas que permitan su simulación.

Figura 2.1 2.1

Modifque el estado del interruptor de entrada de acuerdo con la Tabla 2.1 y anote los valores lógicos que representan los voltajes medidos por el mulmetro digital.  Pin 1-2 0 1

Pin 3 0 1 Tabla 2.1

2.2

Ulizando un generador de pulsos conectado en el lugar del interruptor realice las simulaciones para completar la siguiente tabla. Pin 3

0

5

0

5

Tabla 2.2 2.3

Ulizando un osciloscopio digital obtenga las señales de los Pines 1, 2 y 3 del circuito durante un corto periodo de empo, ajuste las confguraciones del osciloscopio para mostrar las señales igualmente proporcionales. Muestre la imagen del osciloscopio con la simulación.

 

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1. 3.Dis 3.Diseñe eñe del siguien siguiente te circuito circuito con llas as compuerta compuertass que perm permitan itan su simul simulación ación..

Figura 3.1 2.4

Modifque el estado del interruptor de entrada de acuerdo con la Tabla 3.1 y anote los valores lógicos que de los pines 2 y 3. 

Pin 1 0 1

Pin 2 1 1

Pin 3 1 1

Tabla 3.1 2.5

¿Cuál es la unción lógica (relación de la salida) del circuito que puede ser obtenida a la salida de la compuerta OR? Respuesa: la unción lógica esta dada por los compuertas lógica que como vemos en el punto anterior al estar en cero la entrada la salida es cero , pero en este caso ponemos la compuerta not que invierte quiere decir que cuando este en cero la entrada va hacer uno por eso la salida es uno.

2.6

Ulizando un generador de pulsos conectado en el lugar del interruptor realice las simulaciones para completar la siguiente tabla. Presente el esquemáco con el generador. Pin 3

5

5 Tabla 3.2

5

5

 

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2.7

Ulizando un osciloscopio digital obtenga las señales de los Pines 1, 2 y 3 del circuito durante un corto periodo de empo, ajuste las confguraciones del osciloscopio para mostrar las señales igualmente proporcionales. Muestre la imagen del osciloscopio con la simulación.

VCC

SW1 U1:A SW-SPDT

3. Diseñe un

1

circuito que permita comprobar la

3 2

regla del Algebra

SW2

.

booleana:

74LS08

D1 LED-GREEN

  ´ =0  A .  A 

SW-SPDT

Muestre el

esquemáco resultante.

GND

GND

 

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3.1

Con base en la siguiente tabla, relacione los valores de las entradas y salida del circuito c ircuito diseñado. PIN1 0 1

PIN2 1 0

PIN3 0 0

Tabla 4.1 3.2

Ulizando un osciloscopio digital obtenga las señales de los pines de entradas y salida del circuito durante un corto periodo de empo, empo, ajuste ajuste las confguraciones confguraciones del oscilosco osciloscopio pio para mostrar mostrar las señales igualmente igualmente proporcionales. Muestre la imagen del osciloscopio con la simulación.

 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL – GUÍA DE LABORATORIO 2 4. La siguiente imagen muestra el arreglo de un circuito con dos compuertas TTL realizado en TinkerCad. Diseñe el esquemáco de este circuito (no olvide incluir los disposivos pasivos y sus respecvos valores).

Figura 5.1 4.1

¿Cuál es la unción lógica (relación de la salida) del circuito que puede ser obtenida donde está conectado el LED? Respuesa: PIN1(e ntrada ) 0 1 0 1

   

PIN2(e ntrada ) 0 0 1 1

PIN3( salida ) 0 0 0 1

Pin1(e ntrada )

Pin4( Salida )

0 1 0 1

0 1 0 1

PIN3=(PIN1) AND(PIN2) PIN4=(PIN1) OR (PIN3) En la tabla esta la lógica del circuito digital. cómo están la compuerta AND y OR como c omo resultado vemos la tabla 4.2

¿Qué sucede si la entrada 1 se manene en ‘0’ y se modifca el estado de la entrada 2? Respuesa: El diodo no prende por la lógica de sus componentes como lo lo vemos explicado en el punto 4.1

 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DEL CARIBE INGENIERÍA ELECTRÓNICA Y TELECOMUNICACIONES LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL – GUÍA DE LABORATORIO 2 5. La siguiente imagen muestra el arreglo de un circuito con dos compuertas TTL realizado en TinkerCad. Diseñe el esquemáco de este circuito (no olvide incluir los disposivos pasivos y sus respecvos valores).

Figura 6.1 5.1

¿C ¿Cuá uáll es la u unc nció ión n lógi lógica ca del del circ circui uito to que que pued puede e ser ser ob obte teni nida da dond donde e está está cone conect ctad ado o el LE LED? D? Respuesa:

PIN1(entrada PIN2(entrada NotPIN1 PIN3(salida) Pin1(entrada) Pin4(Salida) ) ) 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 NOTPIN1=NEGACION DE PIN 1 PIN3=(NOTPIN1) AND(PIN2) PIN4=(PIN3) OR(PIN1) 5.2 ¿Obtendríamos el mismo resultado del circuito anterior si implementamos la relación lógica  A + B ?¿Por qué? Respuesa: NO debido a que tendríamos que cambiar la compuerta AND 7408 por una OR 7432 y la lógica cambiaria quedaría así.

PIN1(entrada PIN2(entrada ) ) 0 0 1 0 0 1 1 1 NOTPIN1=NEGACION DE PIN 1 PIN3=(NOTPIN1) OR (PIN2) PIN4=(PIN3) OR(PIN1)

NotPIN1 1 0 1 0

PIN3(salida)

Pin1(entrada)

Pin4(Salida)

1 1 0 1

0 1 0 1

1 0 1 1

 

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6. Diseñe del siguiente circuito en TinkerCad y obtenga los valores medidos por los volmetros. Muestre en una imagen la simulación del circuito.

 

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¿Cuá ¿Cuále less son son las las u unci ncion ones es ló lógi gica cass qu que e pu pued eden en ser ser ob obte teni nida dass en ca cada da sali salida da de las las co comp mpue uert rtas as OR OR? ? Respuesa: COMPUERTA OR A

PIN1(entrada ) 0 1 0 1

PIN2(entrada) 0 0 1 1

NotPIN1 1 0 1 0

PIN3(salida ) 0 0 1 0

NotPIN3 1 1 0 1

NoPIN1=negacion de PIN1 PIN3=(PIN2)AND(noPIN1) NoPIN3= negaion de PIN3 PIN4=(noPIN3)OR(PIN1)

COMPUERTA OR B

PIN1(en trada) 0 1 0 1

PIN2(en trada)

PIN3(s alida)

0 0 1 1

0 1 1 1

PIN1(entrada)

Pin4(Salida)

0 1 0 1

1 1 0 1