SISTEMAS DIGITALES BÁSICOS TRABAJO COLABORATIVO-PROYECTO FINAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA –UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERÍA SISTEMAS DIGITALES BÁSICOS TRABAJO COLABORATIVO-PROYECTO FINAL

PRESENTA LUIS MANUEL OLIVAR DIAZ CODIGO : 73106391 NELSON QUINTANA ARELLANO CODIGO: 73.076.302

TUTOR JHON LEONARDO SUACHA

GRUPO 201417_16

CEAD SIMÓN BOLÍVAR-CARTAGENA DE INDIAS

12 DE DICIEMBRE DE 2012

INTRODUCCIÓN

En este diseño de circuito lógico, se nos convierte en la base para que nos familiaricemos con el diseño de dispositivos electrónicos, que nos van a permitir en un futuro dar soluciones a necesidades sentidas en nuestro diario vivir. Asi que la ampliación de ideas renovadas, actualizadas y la búsqueda de senderos válidos a la hora de tomar decisiones referentes al diseño e implementación de circuitos electrónicos digitales es grandísima. La temática a trabajar está en el contenido del módulo de Sistemas Digitales Básicos, el cual contiene información relevante orientada al diseño e implementación de circuitos lógicos. En la construcción de estos dos circuitos nos profundizara en temas como operaciones binarias, lógica combinacional, familias de integrados digitales existente, en fin el conocimiento será extenso y porque no decirlo así, maravilloso.

Actividades a Realizar:

Realizar el diseño e implementación de los circuitos digitales de los problemas planteados. El grupo colaborativo debe elaborar un documento que contenga lo siguiente:  Tabla de Verdad  Simplificación  Circuito lógico  Diagrama de Conexión  Demostración del funcionamiento del circuito  Listado de dispositivos electrónicos utilizadas en el diseño e  implementación de los circuitos electrónicos  Especificaciones técnicas de cada uno de los dispositivos  electrónicos utilizados.

OBJETIVO GENERAL Elaborar el diseño de circuitos lógicos mediante problemas planteados, indicando su tabla de verdad, su simplificación, su circuito lógico, su diagramada de conexión y demostrar su funcionamiento.

DESARROLLO Problema # 1 En una planta industrial se realiza el proceso de calentamiento de cuatro tanques denominados T1, T2, T3 y T4. Para detectar si el líquido de los tanques T1 y T2 sobrepasa el nivel predeterminado, el sistema cuenta con sensores de nivel de líquido. Existen sensores de temperatura en los tanques T3 y T4, los cuales indican cuando la temperatura en los mismos está por debajo del límite permitido. En el sensor de nivel de líquido las salidas T1 y T2 son BAJAS, cuando el nivel está dentro del rango permitido y ALTAS cuando el nivel es demasiado alto. Por otro lado, las salidas de los tanques T3 y T4 del sensor de temperatura son BAJAS, cuando está dentro del rango establecido, y ALTAS cuando la El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta en marcha el circuito lógico que cumpla con lo siguiente: El circuito lógico debe detectar cuando el nivel de los tanques T1 o T2 es muy alto, y al mismo tiempo que la temperatura en el tanque T3 o T4 es muy baja.

TABLA DE VERDAD T1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

T2 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

T3 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

T4 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

X 0 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1

Mapas de Karnaugh

00 T3T4 01 11 10

T1T2 00 01 0 0 0 1 0 1 0 1

11 0 1 1 1

10 0 1 1 1

La expresión lógica que rige es: SALIDA=T2T4+T1T4+T2T3+T1T3=T4(T1+T2)+T3(T1+T2)=(T1+T2)(T4+T3)

PLANTA INDUSTRIAL QUE REALIZA EL PROCESO DE CALENTAMIENTO DE CUATRO TANQUES DENOMINADOS T1, T2, T3 Y T4.

Problema # 2 La figura muestra el cruce de una calle principal, existe un cruce alterno. Los carriles X y Y cuentan con sensores de detección de vehículos (vía principal) y en los carriles X y Z (cruce alterno). El sensor entrega salidas BAJAS, cuando no pasa ningún vehículo. El semáforo debe cumplir la siguiente lógica:  Si los carriles X y Y están ocupados, el semáforo E-O estará en verde.  Si X o Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo E-O estará en verde.  Si X y Y están ocupados pero W y Z no lo están, el semáforo N-S  estará en luz verde.  Si X o Y están ocupados en tanto que W y Z no lo están el  semáforo N-S también estará en verde.  Cuando no hayan vehículos transitando, el semáforo E-O estará en  verde.

El grupo colaborativo debe realizar el diseño, implementación y puesta en marcha el circuito lógico para controlar el semáforo.

Para el desarrollo de los problemas tengan en cuenta lo siguiente: Una salida ALTA corresponde a un uno “1” lógico, una salida BAJA corresponde a un cero “0” lógico. La implementación de los circuitos lógicos la pueden desarrollar mediante simulador o realizando el montaje en protoboard de los mismos, los importante es que se demuestre el óptimo funcionamiento de los mismo.

De acuerdo con las condiciones del problema se plantea la siguiente tabla de verdad

SENSORES SEMÁFORO EO X Y Z W VERDE ROJO 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0

SEMÁFORO NS VERDE ROJO 0 1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

De acuerdo con la tabla, se plantea el mapa de Karnaugh. Se plantea solo para las luces verdes, ya que se entiende que la luz roja es la negación de la luz verde. Así Y VERDE NS

VERDE EO

00 ZW 01 11 10

XY 00 01 1 1 1 1 0 1 0 0

11 0 1 1 0

10 0 0 0 0

La expresión a partir de la tabla es VERDE EO= X’Z’+YW

00 ZW 01 11 10

XY 00 01 0 0 0 0 0 0 1 0

11 0 0 0 0

10 1 0 0 1

Entonces la expresión queda VERDE NS=Y’ZW’+XY’W’=Y’W’(Z+X)

DISEÑO, IMPLEMENTACIÓN Y PUESTA EN MARCHA DEL CIRCUITO LÓGICO PARA CONTROLAR EL SEMÁFORO

LISTADO DE DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS UTILIZADAS EN EL DISEÑO

Para el semáforo      

4 integrados AND referencia 7408 6 integrados NOT referencia 7404 2 integrados OR referencia 7432 4 pulsadores, normalmente abierto 4 resistencias de 10 K 4 diodos led

Para los tanques      

2 integrados OR referencia 7432 1 integrado AND referencia 7408 3 resistencias de 10k 1 resistencia de 100 4 pulsadores, normalmente abierto 1 led

Características técnicas de cada componente

Parámetro

7408

Tensión de alimentación Vcc

5 ±0.25

Tensión de entrada nivel alto VIH

2.0 a 5.5

Tensión de entrada nivel bajo VIL

-0.5 a 0.8

Tensión de salida nivel alto VOH

2.4 a 3.4

condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIH = 2.0 Tensión de salida nivel bajo VOL 0.2 a 0.4 condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIL = 0.8 Corriente de salida nivel alto IOH

máx -0.8

Corriente de salida nivel bajo IOL

máx 16

Tiempo de propagación

15.0

]Descripción de las terminales del CI 7408

Configuración 7408

    

Pin 1: La entrada A de la compuerta 1. Pin 2: La entrada B de la compuerta 1. Pin 3: Aquí veremos el resultado de la operación de la primer compuerta. Pin 4: La entrada A de la compuerta 2. Pin 5: La entrada B de la compuerta 2.

        

Pin 6: Aquí veremos el resultado de la operación de la segunda compuerta. Pin 7 Normalmente GND: Es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra. Pin 8: Aquí veremos el resultado de la operación de la cuarta compuerta. Pin 9: La entrada B de la compuerta 4. Pin 10: La entrada A de la compuerta 4. Pin 11: Aquí veremos el resultado de la operación de la tercer compuerta. Pin 12: La entrada B de la compuerta 3. Pin 13: La entrada A de la compuerta 3. Pin 14 Normalmente VCC: Alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación de 5 ± 0.25 voltios.

Descripción de las terminales del CI 7404 Parámetro

7404

Tensión de alimentación Vcc

5 ±0.25

Tensión de entrada nivel alto VIH

2.0 a 5.5

Tensión de entrada nivel bajo VIL

-0.5 a 0.8

Tensión de salida nivel alto VOH condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIL = 0.8

2.4 a 3.4

Tensión de salida nivel bajo VOL condiciones de funcionamiento: V CC = 4.75, VIH = 2.0

0.2 a 0.4

Corriente de salida nivel alto IOH

máx -0.4

Corriente de salida nivel alto IOL

máx 16

Tiempo de propagación

10.0

Cuadro de propiedades Cicuito Integrado: Operador: Tecnología: Puertas: Entradas: Cápsula: Comentario:

7404, NOT TTL 6 1 por puerta DIP 14 pins X

CIRCUITO INTEGRADO 7432 DENOMINACIÓN TÉCNICA COMPUERTA DIGITAL OR GRUPO/CLASE/FAMILIA Descripción: Dispositivos semiconductores y equipo relacionado COMPUERTA OR DE

DOS ENTRADAS

UNIDAD DE MEDIDA O PRESENTACION chip o pastilla (UND) DESCRIPCIÓN GENERAL chip o pastilla semiconductor de silicio , la compuerta OR el circuitos base de la serie 74 XX

CONCLUSION

La electrónica digital nos ofrece un vasto conocimiento del mundo moderno, esta es la tesis que se deriva de la realización de nuestro proyecto de trabajo y nos deja entre dicho que es un mundo fascinante, lleno de mucha imaginación, es por esto que este proyecto es de gran importancia en nuestro mundo profesional ya que la enseñanza que deja es inconmensurable

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS  



Pinto Aparicio, M.(2009).Módulo Sistemas Digitales Básicos.Bucaramanga:Unad. Simulador de Circuitos Proteus 7.7.Descargado el 4 de diciembre de 2012.En http://www.tknologyk.net/2011/08/27/proteus-v7-7-portablesimulador-de-circuitos-electronicos-n_n/ Sumadores Lógicos.30 de abril de 20012.En http://www.pdfqueen.com/pdf/74/74ls83-sumador/



Montaje de electrónica(s,f). descargado el 4 de diciembre de 2012 de la página web https://rapidshare.com/#!download|881p12|131617006|Montajes_de_Ele ctronica.rar|3895|0|0

    

Electrónica Digital, Teoría, Problemas Y Simulación 2012 Montaje electrónico para el aficionado. H. Shreiber Electrónica transistorizada e integrada por M. S kIver Circuitos integrados y dispositivos semiconductores Lecciones de electrónica digital. Miguel Blanes