TC3_GRUPO_100414_99

7/29/2019 TC3_GRUPO_100414_99

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TRABAJO COLABORATIVO No 3

FISICA ELECTRONICA

Compuertas LógicasCircuitos Lógicos Combinatorios

Tutor:

Yaciro cabezas

Grupo: 100414-99

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

Escuela de Ciencias Básicas Tecnología e Ingeniería

Bogotá Mayo 2013

OBJETIVO GENERAL

• Aprender sobre las compuertas lógicas y los circuitos lógicoscombinatorios y la simulación de circuitos lógicos digitales.

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OBJETIVOS ESPECIFICOS

• Conocer sobre los circuitos integrados, y entender su funcionamientoteniendo en cuenta la operación lógica de las entradas del circuito.

• Conocer los estados de salida de una compuerta lógica

• Estudiar y conocer las compuertas lógicas mas empleadas.

• Realizar y comprobar las tablas de verdad de las compuertas lógicassolicitadas.

• Aprender a utilizar herramientas como el circuito integrado digital serie74XX, y el visualizador de 7 segmentos de cátodo común.

• Entender cada uno de los informes gráficos de las respectivassimulaciones.

• Determinar internamente como están constituidos los circuitos para lasdiversas funciones en las que intervienen.

FASE 1

1. COMPUERTAS LÓGICAS.

En el mercado de la electrónica, es posible encontrar circuitos integrados,

llamados compuertas lógicas, que conectados de cierta forma hacen que susalida sea el resultado de una operación lógica sobre sus entradas.

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- Generalidades de las compuertas lógicas:

a. Los circuitos integrados de las compuertas lógicas de 2 entradas, traenGeneralmente 4 compuertas en la disposición que muestra la figura.

b. Los chips tienen dos terminales para la alimentación ( Vcc y Gnd ) que

deben conectarse a +5 V y tierra, respectivamente.

c. Para introducir las señales de las entradas ( “1” y “0” ) se suelen emplear interruptores de 2 vías, que conectan alternadamente un “1” ( + Vcc ) o un “0”( tierra )

d. Para conocer el estado de la salida de una compuerta, se puede colocar unLED o un indicador. Si se enciende nos presenta un “1” lógico y si estáapagado un “0” lógico.

e. Dentro de las compuertas más empleadas se encuentran las siguientes

referencias:

7400: 4 NAND de 2 entradas 7408: 4 AND de 2 entradas7402: 4 NOR de 2 entradas 7432: 4 OR de 2 entradas7404: 6 INVERSORES 7486: 4 EX-OR de 2 entradas

En la siguiente figura se muestran 2 opciones para realizar la simulación delcomportamiento de la compuerta lógica AND. Podemos emplear una solacompuerta o el correspondiente circuito integrado.

- Compruebe la tabla de verdad de 3 de las compuertas lógicas estudiadas enel curso. Anexe en el informe los gráficos de la respectiva simulación y ladisposición de las compuertas individuales dentro de los circuitos integrados

seleccionados.

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SOLUCIÓN1. COMPUERTAS LÓGICAS

Compuerta AND

Comprobamos las 4 combinaciones para las señales de entrada A, B ypresentamos las simulaciones y tabla de verdad.

A=0, B=0; A=1, B=0;

A=0, B=1; A=1, B=1;

Tabla de verdad compuerta AND

La compuerta AND funciona como un multiplicador de las entradas A y B,cuando alguna de ellas es “0”, la salida es “0”; la única forma para que la salidasea “1” es que las dos entradas sean “1”.

Compuerta OR


A=0, B=0; A=1, B=0; A=0, B=1;

Entrada

A

Entrada

B

Salida

S

0 0 0

1 0 0

0 1 0

1 1 1

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A=1, B=1;

Tabla de verdad compuerta OR

EntradaA

EntradaB

SalidaS

0 0 0

1 0 1

0 1 1

1 1 1

En este caso, la compuerta OR funciona como un sumador de las entradas A yB (se conoce como sumador, pero en realidad no realiza la suma completa denúmeros binarios porque no hace los acarreos); cuando alguna de ellas es “1”,la salida es “1”; la única forma para que la salida sea “0” es que las dosentradas sean “0”.

Compuerta NOT

Comprobamos las combinaciones para la señal de entrada A y presentamos lassimulaciones y tabla de verdad.

A=0 A=1

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Tabla de verdad compuerta NOT

EntradaA

SalidaS

0 1

1 0

La compuerta NOT realiza la función conocida como la negación de lasentradas; lo que hace es cambiar el valor de la señal de entrada, esto es, si laentrada es “0”, la salida es “1”; cuando la entrada es “1”, la salida es “0”.

2. CIRCUITOS LÓGICOS COMBINATORIOS.

a) Construya el siguiente circuito lógico, el cual corresponde a unsemisumador. ( sumador de 2 bits )

- Compruebe su funcionamiento y su tabla de verdad (puede apoyarse en loscontenidos del Módulo del Curso). Anexe en el informe los gráficos de larespectiva simulación y consulte sobre la suma de números binarios.

Semisumador


A=0, B=0; A=1, B=0; A=0, B=1;

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A=1, B=1;

Tabla de verdad Semisumador

EntradaA

EntradaB

SalidaS

SalidaC

0 0 0 0

1 0 1 0

0 1 1 0

1 1 0 1

Este circuito lógico permite desarrollar la suma de números binarios. El

resultado de la suma se muestra en la salida S y la otra salida C sirve paramostrar la operación en la que se produce un acarreo y tenerla en cuenta parael resultado final; cabe resaltar que este acarreo se presenta solo cuando lasdos entradas son “1”. Algo que es importantísimo tener en cuenta es que elresultado de la suma puede ser de un bit más que el de las señales de entrada;por ejemplo, si las entradas son de 3 bits, la salida puede llegar a ser de 4 bitsdependiendo de los valores de la entrada.

b) Construya el siguiente circuito lógico, el cual corresponde a undecodificador de BCD a 7 segmentos ( 7447 ).

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- Estudie el funcionamiento de este decodificador (puede apoyarse en loscontenidos del Módulo del Curso).

- Consulte y compruebe su tabla de verdad (visualización de los números del 0al 9). Anexe en el informe algunas de las figuras de la respectiva simulación.

Decodificador de BCD a 7 Segmentos

Comprobamos las combinaciones para las señales de entrada A, B, C, D y

presentamos las simulaciones y tabla de verdad.

A=0, B=0, C=0, D=0; A=1, B=0, C=0, D=0;

A=0, B=1, C=0, D=0; A=1, B=1, C=0, D=0;

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A=0, B=0, C=1, D=0; A=1, B=0, C=1, D=0;

A=0, B=1, C=1, D=0; A=1, B=1, C=1, D=0;

A=0, B=0, C=0, D=1; A=1, B=0, C=0, D=1;

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Tabla de verdad del decodificador

EntradaD

EntradaC

EntradaB

EntradaA

SalidaLED

0 0 0 0 0

0 0 0 1 1

0 0 1 0 2

0 0 1 1 3

0 1 0 0 4

0 1 0 1 5

0 1 1 0 6

0 1 1 1 7

1 0 0 0 8

1 0 0 1 9

1 0 1 0 X

1 0 1 1 X

1 1 0 0 X

1 1 0 1 X

1 1 1 0 X

1 1 1 1 X

El funcionamiento del decodificador consiste en dibujar un número decimal enun LED 7 segmentos; este número corresponde al peso numérico del númerobinario que resulta de la combinación de las señales de entrada A, B, C y D.

Cada entrada tiene un valor decimal específico cuando su valor binario es de“1”, si es de “0”, entonces no tiene ningún valor; así:

Entrada A = 1, su valor decimal es de 1Entrada B = 1, su valor decimal es de 2Entrada C = 1, su valor decimal es de 4Entrada D = 1, su valor decimal es de 8

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El número decimal correspondiente al número binario, se halla sumando losvalores de cada entrada cuando sus valores son de “1”. Como ejemplotomamos la combinación de entradas A=1, B=1, C=1, D=0; sus valoresdecimales son A=1, B=2, C=4, D=0; entonces sumando sus valores tenemos elnumero 7 el cual es el que se dibuja en el LED 7 segmentos.

Resaltamos que en LED solo se puede dibujar hasta el número 9, por consiguiente las demás combinaciones presentan estados de no importa (X), loque quiere decir que el circuito lógico no realiza ninguna operación cuando sepresenta alguna de estas combinaciones.

CONCLUSIONES

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Es posible construir circuitos digitales llamados compuertas lógicas, los cualesestán construidos con diodos, transistores y resistencias que conectados decierta manera hacen que la salida del circuito sea el resultado de una operaciónlógica básica (AND, OR o NOT) sobre la entrada.

A partir de la combinación de compuertas lógicas y cuya aplicación hace partehoy en día de diversos sistemas y equipos digitales, hemos demostrado através de las simulaciones, con sus respectivos análisis y resultados, lodescrito en su tabla de verdad.

BIBLIOGRAFIA

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TELLEZ, Reinaldo, Modulo de Física Electrónica, 2008, Universidad Nacional Abierta y a Distancia Unad, descargado de su página institucional:http://66.165.175.205/campus12_20131/course/view.php?id=22

http://66.165.175.205/campus12_20131/course/view.php?id=22

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