Reporte Practica Compuertas Logicas

Formato de Reporte de la práctica de Laboratorio (DOCENTE) NOMBRE DE LA ASIGNATURA

CARRERA

PLAN DE ESTUDIOS

ELECTROMECANICA

COMPETENCIAS

ELECTRONICA DIGITAL

CLAVE DE LA ASIGNATURA

 AEC-1022

PRACTICA N°

LABORATORIO DE

NOMBRE DE LA PRACTICA

DURACION

1

ELECTRONICA

SIMULACION DE COMPUERTAS LOGICAS

2 HRS.

I. Objetivo de la practica CON AYUDA DE UN SOFTWARE DE SIMULACION, EL ALUMNO COMPROBARA EL FUNCIONAMIENTO DE LAS COMPUERTAS LOGICAS: AND, OR, NOT, NAND, NOR Y EXOROR

II. Introducción LAS COMPUERTAS LOGICAS SON UN ELEMENTO INDISPENSABLE TANTO PARA LA IMPRESIÓN DEL ALGEBRA BOOLEANA COMO PARA LA IMPLEMENTACION DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Y SECUENCIALES. EL ALGEBRA BOOLEANA NOS PROPORCIONA, LAS HERRAMIENTAS NECESARIAS PARA EL DISEÑO DE CIRCUITOS TALES COMO: SUMADORES, DECODIFICADORES, ETC. PARTES FUNDAMENTALES DE UN CIRCUITO DIGITAL Y DE AHÍ LA IMPORTANCIA DE ESTUDIAR ESTOS CONCEPTOS.

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III. Material y equipo 1. CUADERNO Y LÁPIZ 2. COMPUTADORA 3. SOFTWARE DE SIMULACIÓN

IV. Metodología. 1.- TRASCRIBIR LOS DIAGRAMAS AL SOFTWARE DE SIMULACION. 2.-VERIFICAR LAS CONECCIONES Y LOS ELEMENTOS. 3.-CORRER EL SIMULADOR Y ANOTAR LOS RESULTADOS 4.-OBTENER LA TABLA DE VERDAD PARA CADA COMPUERTA.

V. Sugerencias Didácticas. Cuestionario 1. 2. 3. 4.

DEFINE ALGEBRA BOOLEANA. ¿QUÉ ES UNA COMPUERTA LÓGICA? ¿QUÉ ELEMENTOS CARACTERIZAN A CADA COMPUERTA? ¿CUÁLES SON LAS FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS?, DIBUJA SU SÍMBOLO Y TABLA DE VERDAD.

VI. Anexos 1. DISEÑO DE CIRCUITOS PARA CADA COMPUERTA. 2. RESULTADOS 3. ANALISIS DE RESULTADOS. 4. OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES. 5. HOJA DE FIRMA.

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V. Sugerencias didácticas

1. DEFINE ALGEBRA BOOLEANA. Las álgebras booleanas, estudiadas por primera vez en detalle por George Boole, constituyen un área de las matemáticas que ha pasado a ocupar un lugar prominente con el advenimiento de la computadora digital. Son usadas ampliamente en el diseño de circuitos de distribución y computadoras, y sus aplicaciones van en aumento en muchas otras áreas. En el nivel de lógica digital de una computadora, lo que comúnmente se llama hardware, y que está formado por los componentes electrónicos de la máquina, se trabaja con diferencias de tensión, las cuales generan funciones que son calculadas por los circuitos que forman el nivel. Éstas funciones, en la etapa de diseña del hardware, son interpretadas como funciones de Boole, fig. (01). En el presente trabajo se intenta dar una definición de lo que es un álgebra de boole; se tratan las funciones booleanas, haciendo una correlación con las fórmulas proposicionales. Asimismo, se plantean dos formas canónicas de las funciones booleanas, que son útiles para varios propósitos, tales como el de determinar si dos expresiones representan o no la misma función. Pero para otros propósitos son a menudo engorrosas, por tener más operaciones que las necesarias. Particularmente, cuando estamos construyendo los circuitos electrónicos con que implementar funciones booleanas.

(Fig.1) 2. ¿QUÉ ES UNA COMPUERTA LÓGICA? Es un dispositivo electrónico con una función booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica, hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip. (Fig.02) Todas estas situaciones pueden ser expresadas mediante ceros y unos, y tratadas mediante circuitos digitales. Los elementos básicos de cualquier circuito digital son las compuertas lógicas.

(Fig02)

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V. Sugerencias didácticas

3. ¿QUÉ ELEMENTOS CARACTERIZAN A CADA COMPUERTA? Los elementos que constituyen los circuitos digitales se caracterizan  por admitir sólo dos estados. Es el caso por ejemplo de un conmutador que sólo puede estar ENCENDIDO o  APAGADO, o una válvula hidráulica que sólo pueda estar ABIERTA o CERRADA. Para representar estos dos estados se usan los símbolos „0‟ y „1‟. Generalmente, el „1‟ se asociará al estado de conmutador CERRADO, ENCENDIDO, VERDADERO, y el „0‟ se asocia al estado de conmutador ABIERTO, APAGADO o FALSO. -PUERTA AND: El funcionamiento de la puerta lógica AND es equivalente al de un circuito con dos conmutadores en serie. -PUERTA OR: El funcionamiento de esta puerta es equivalente al de dos conmutadores en paralelo. -PUERTA NOT: La salida de una puerta NOT es siempre el complementario de la entrada. -PUERTA NAND: Equivale a una puerta AND seguida de un inversor. -PUERTA NOR: Equivale a una puerta OR seguida de un inversor. -PUERTA OR EXCLUSIVA (XOR). La salida de una puerta OR exclusiva es verdadera („1‟) si, y sólo si, una y sólo una de sus dos entradas es verdadera. -PUERTA NOR EXCLUSIVA: Es la negación de la puerta OR exclusiva (puerta OR seguida de un inversor). 4. ¿CUÁLES SON LAS FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS?, DIBUJA SU SÍMBOLO Y TABLA DE VERDAD. PUERTA AND. El funcionamiento de la puerta lógica AND es equivalente al de un circuito con dos conmutadores en serie como el de la Figura 2-2. En dicho circuito es necesario que los dos conmutadores estén cerrados para que la lámpara se encienda. La relación entre las posiciones de los conmutadores y el estado de la lámpara se muestra en la tabla de verdad.

PUERTA OR. El funcionamiento de esta puerta es equivalente al de dos conmutadores en paralelo como en la Figura 2-4. En esta configuración la lámpara se encenderá si cualquiera de los dos conmutadores se cierra.

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V. Sugerencias didácticas

PUERTA NOT. La salida de una puerta NOT es siempre el complementario de la entrada, de tal manera que si la entrada es „0‟ la salida es „1‟ y viceversa. Se conoce también como INVERSOR y posee una única entrada.

PUERTA NAND. Equivale a una puerta AND seguida de un INVERSOR. Su nombre viene de Not-AND. El símbolo lógico es una puerta AND con un círculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta AND con el estado de salida negado. Una puerta NAND puede tener más de dos entradas.

PUERTA NOR. Equivale a una puerta OR seguida de un INVERSOR. Su nombre viene de Not-OR. El símbolo lógico es una puerta OR con un círculo en la salida. La tabla de verdad es igual al de la puerta OR con el estado de salida negado. También puede tener más de dos entradas.

PUERTA OR EXCLUSIVA (XOR). La salida de una puerta OR exclusiva es verdadera („1‟) si, y sólo si, una y sólo una de sus dos entradas es verdadera. Se asemeja a la OR (inclusiva), excepto que excluye el caso en que las dos entradas son verdaderas. La figura muestra un circuito equivalente.

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V. Sugerencias didácticas

En una puerta OR exclusiva la salida será „1‟ cuando el número de entradas que son „1‟ sea impar. Símbolo4 T-2 “Álgebra de Boole. Lógica combinacional” El circuito equivalente de la Figura 2-6 se deriva de considerar el funcionamiento de a la puerta XOR como combinación de dos condiciones X e Y. X representa la condición de que cualquiera de las entradas: A o (OR) B sea „1‟, e Y la condición de que A y (AND) B no (NOT) sean „1‟ (NAND).

PUERTA NOR EXCLUSIVA. Es la negación de la puerta OR exclusiva (puerta OR seguida de un INVERSOR).

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VI. Anexos

Compuerta OR 7432

A

B

C

0 0 1 1

0 1 O 1

0 1 1 1

Análisis de resultados:  Al momento de

correr el simulador se comprobó el funcionamiento del diagrama el cual nos mostró el funcionamiento de la compuerta, dando el resultado esperado . Como lo muestra la tabla de verdad que se encuentra a la izquierda.

Observaciones y conclusiones: el simulador facilita el trabajo que se podría realizar de forma

manual porque nos permite tener una imagen más clara de lo que puede suceder al momento de armar un circuito, y sobre todo porque no tendríamos que estar lamentando un daño en los componentes utilizados.

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VI. Anexos

Compuerta NAND 7400

A 0 1 0 1

B 0 0 1 1

c 1 1 1 0

cuando uno o ambos interruptores están abiertos, la compuerta nos da uno. Del otro resultado en la compuerta cuando ambos interruptores se cierran el resultado es uno. Análisis

de

resultados:

Observaciones y conclusiones: La operación NAND es la salida negativa del operador AND.

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VI. Anexos.

Compuerta NOT 7404

A 0 1

Tabla de verdad B 1 0

Análisis de resultado: con la compuerta NOT se tiene

una aplicación en donde solo lo que se puede obtener es una sola opción ya sea un sí o un no

Observaciones y conclusiones: a un que el diseño de

esta compuerta es muy simple se cuenta con un switch digital que se puede emplear para activar o desactivar una operación.

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VI. Anexos. Compuerta NOR 7402

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

C 1 0 0 0

Análisis del resultado:  Se comprobaron las principales

compuertas del operador utilizadas en los circuitos digitales lo cual fue reafirmado con su tabla de verdad en cada compuerta. Observaciones y conclusiones:  El empleo del operador

NOR es de utilidad para cuando se quiere realizar la negación de la entrada del operador AND.

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VI. anexos Compuerta EXOR 7486

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

C 0 1 1 0

Análisis del resultado: Cuando ambos interruptores están abiertos

o ambos cerrados la respuesta en la compuerta es cero. Cuando algún interruptor se abre y otro se cierra el resultado es uno. Observaciones y conclusiones: esta compuerta produce un

resultado 1, cuando un número impar de variables de entrada valen 1.

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VI. anexos Compuerta EXNOR 7466

A 0 0 1 1

B 0 1 0 1

C 1 0 0 1

Cuando los ambos interruptores están abiertos o ambos cerrados la respuesta es uno. Con el otro resultado de esta compuerta nos da cero cuando un interruptor se cierra y el otro se abre. Análisis del resultado:

Produce un resultado 1, cuando un número impar de variables de entrada valen 1. Observaciones

y

conclusiones:

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