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CPE-FO-02-03
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MANUAL DE PRÁCTICAS
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PRÁCTICA NO 2. COMPUERTAS LÓGICAS.
-INTRODUCCIÓN
COMPUERTAS LOGICAS
AND
En la figura se muestra, en forma simbólica, una compuerta AND
de dos entradas. La salida de la compuerta AND es igual al producto
AND de las entradas lógicas; es decir, x =A·B. En otras palabras,
la compuerta AND es un circuito que opera en forma tal que su
salida es ALTA sólo cuando todas sus entradas son ALTAS. En todos
los otros casos la salida de la compuerta AND es BAJA.
A
B
SAL
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
NAND
En la figura se muestra el símbolo correspondiente a una
compuerta NAND de dos entradas. Es el mismo que el de la compuerta
AND, excepto por el pequeño círculo en su salida. Una vez más, este
círculo denota la operación de inversión. De este modo, la
compuerta NAND opera igual de la AND seguida de un INVERSOR, de
manera que los circuitos de la figura son equivalentes y la
expresión de salida de la compuerta NAND es;
A
B
SAL
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
OR
En un circuito digital la compuerta OR es un circuito que tiene
dos o más entradas y cuya salida es igual a la suma OR de las
entradas. La figura muestra el símbolo correspondiente a una
compuerta OR de dos entradas. Las entradas A y B son niveles
lógicos y la salida x es un nivel de voltaje cuyo valor es el
resultado de la operación OR de A y B; esto es,
A
B
SAL
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
NOR
En la figura se muestra el símbolo de una compuerta NOR de dos
entradas. Es igual al símbolo de la compuerta OR excepto que tiene
un círculo pequeño en la salida, que representa la operación de
inversión. De este modo, la compuerta NOR opera como una compuerta
OR seguida de un INVERSOR, de manera que los circuitos de la figura
son equivalentes y la expresión de salida para la compuerta NOR
es;
A
B
SAL
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
XOR
En la figura se muestra el símbolo de una compuerta XOR de dos
entradas. Las variables de entrada son A y B, la salida es X. La
salida Y es 1 lógico si y solo si A es diferente de B, si A y B son
ambas 0 lógico o ambas son 1 lógico entonces X es 0 lógico
A
B
SAL
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
XNOR
Las variables de entrada son A y B la salida es X. La salida X
es uno lógico si y solo si A y B son ambas iguales ya sea que ambas
sean 0 lógico o ambas sean 1 lógico. Si A y B son diferentes entre
sí entonces X es 0 lógico.
A
B
SAL
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
NOT
La figura muestra es símbolo de un circuito NOT, al cual se le
llama más comúnmente INVERSOR. Este circuito siempre tiene una sola
entrada y su nivel lógico de salida siempre es contrario al nivel
lógico de esta entrada.
A
SAL
0
1
1
0
-OBJETIVO
Comprobar las tablas funcionales o de verdad de los componentes
básicos Y (AND), O (OR), NO (NOT), NO−Y (NAND), NO−O (NOR),
O−EXCLUSIVA (OREX) y NO−O−EXCLUSIVA (NOREX), utilizando circuitos
integrados.
-LUGAR
Se llevará a cabo en el Laboratorio de Ciencias Básicas.
-SEMANA DE EJECUCIÓN
Se realizará en la semana 4.
- MATERIAL Y EQUIPO
MATERIALES:
· Libreta de apuntes.
· Protoboard
· Alambre varios colores No.22 varios metros
· Diodos led (varios colores)
· Resistencias varias de 1 K ¼ Watt
· Resistencias varias de 330 ¼ Watt
· Miniswich ó dipswich
· Pinzas de punta.
· Pinzas de corte
· Base para circuito integrado de alambrado rápido.
EQUIPOS:
· Multímetro.
· Computadora.
-DESARROLLO DE LA PRÁCTICA
Como lo dice el objetivo de la práctica comprobaremos las
diferentes compuertas lógicas a continuación se muestran los
circuitos eléctricos
Los circuitos eléctricos mostrados en las figuras tienen a sus
entradas ceros lógicos siempre y cuando se cierren los swich ya que
mientras no haya entrada de datos en cualquiera de las dos
variables por default se tiene un uno lógico lo cual nos permite
llevar a cabo la comprobación de las tablas de verdad.
Y (AND)
Tabla de verdad
A
B
Salida
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Circuito Eléctrico
OR
Tabla de verdad
A
B
SALIDA
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Circuito eléctrico
NOT
Tabla de verdad
A
Salida
0
1
1
0
Circuito eléctrico
OR EXCLUIVA (XOR)
Tabla de verdad
A
B
SALIDA
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Circuito eléctrico
XNOR
Tabla de verdad
A
B
SALIDA
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Circuito eléctrico
NAND
Tabla de verdad
A
B
SALIDA
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Circuito eléctrico
NOR
A
B
SALIDA
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
Circuito eléctrico
- EVALUACIÓN Y RESULTADOS
Anotar las observaciones que se obtuvieron durante la
práctica.
Por equipos exponer las conclusiones al finalizar la
práctica.
* El reporte final de la práctica será entregado por equipos y
deberá incluir los siguientes datos:
Portada
Nombre de la materia
Lista de los integrantes del equipo en orden alfabético
iniciando por el apellido paterno
Carrera
Grupo
Fecha.
* El reporte final de la práctica será entregado dos sesiones
después de haberse realizado.
* Las prácticas impresas sólo sirven de guía y referencia, por
lo que deberá ser anexada al reporte final.
* No se aceptan copias fotostáticas del reporte final.
* Redactar las conclusiones finales de la práctica (de manera
individual).
* Una vez evaluado el reporte correspondiente, escanear y subir
al Moodle en el apartado correspondiente.
-REFERENCIAS
1. Edminister, Joseph A. (1970);“Circuitos eléctricos”; Schawm
McGraw Hill
2. Principios de Electrónica 4ta Edicion Malvino, Albert
Paul.
3. Thomas L. Floyd, 2006, FUNDAMENTOS DE SISTEMAS DIGITALES, Ed.
Pearson.
4. Enrique Mandado, 1998, SISTEMAS ELECTRONICOS DIGITALES, Ed.
Marcombo.
5. A. E. Delgado Mira; R. Hernández Lázaro, PROBLEMAS DE
ELECTRONICA DIGITAL, Ed. Sanz y Torres.
6. M. Morris Mano, LOGICA DIGITAL Y DISEÑO DE COMPUTADORES, Ed.
Prentice Hall.
7. Curso de electrónica básica CEKIT.
8. Frederick J. Hill. Limusa 1979; Teoría de conmutación y
diseño lógico
9. PAGINAS WEB
http://www.romalo.250x.com/contenido/logcomp/index.htm
http://www.romalo.250x.com/contenido/famlog/fomlog1.htm APUNTES
-ANEXOS
Logica de transistor transistor
Los dispositivos de TTL hacen uso de transistores bipolares. Los
rasgos distinguiendo principales de la familia de TTL básica son
que ellos exigen una barra de poder que es muy cerca de +5V, y
ellos acostumbran una cantidad relativamente alta de corriente a
manejar su lógica nivela (debajo de 1V para un `lógico 0 ' o `'
bajo, y anteriormente aproximadamente 3.5V para un `lógico 1 ' o `'
alto).
Una característica particular de signos de TTL es que las
entradas a una compuerta el flotador altoes decir el levantamiento
a un `lógico 1 'si izquierdo inconexo. Esto significa que el
requisito principal por manejar una entrada de TTL es a tire abajo
el nivel para acercarse a 0V. Esto toma unos milliamps típicamente
por la entrada. Esto normalmente es descrito diciendo que un TTL la
fuente señalada tiene que ser capaz a sink una corriente
relativamente grande. Típicamente, las compuertas de TTL toman
alrededor de 10−20 nanosegundos para cambiar nivel. De nosotros
enlatamos reloj de `' TTL y pedazos del paso a través de las
compuertas a las proporciones a alrededor de 50MHz con tal de que
los circuitos se diseñan cuidadosamente. Con cuidado, velocidades
que se acercan 100MHz son posibles, pero para el funcionamiento de
velocidad alto otras formas de lógica pueden trabajar mejor.
Las muchas compuertas de TTL están disponibles. Las
ilustraciones debajo de la muestra simplemente unos del más
simple.
Como con otros tipos de circuitos integrados hay muchas
variaciones en la familia de TTL básica. Las astillas originales
tienen números gustar SN74xx, donde el xx es el número de la parte.
En general, la serie más útil es la SN74LSxx familia. Éstos
consumen mucho menos corriente que TTL básico y de es más fácil en
el suministro de poder. El `L ' en el título está de pie para el
poder bajo, y el `S ' está de pie para Schottkylos
tipos de diodo usaron dentro de las compuertas para ayudarles a
correr rápidamente sin usar mucha corriente. (Los diodos previenen
los transistores dentro de la astilla de `que satura ' cuando
encendió y gastando muchos corriente.)
Propiedades básicas de algunas Familias de TTL.
74 family
74LS family
54 family
Supply Voltage
+5V (+/−
0.5V)
+5V (+/−
0.5V)
+5V (+/−
0.25V)
`1' Level Output Current
0.4mA
0.4mA
0.4mA
`0' Level Output Current
16mA
8mA
16mA
`1' Level Input Voltage (min)
2V
2V
2V
`0' Level Input Voltage (max)
0.8V
0.8V
0.8V
`1' Level Input Current
0.04mA
0.05mA
0.04mA
`0' Level Input Current
1.6mA
0.4mA
1.6mA
Comparando el anteriormente nosotros podemos ver que la
diferencia principal entre las 74 y 74LS familias es que nosotros
tenemos que tirar (es decir `hunden ') alrededor de 1.6mA fuera de
una 74 entrada para sujetarlo
a una lógica `0 ', pero nosotros sólo tenemos que sacar 0.4mA de
un 74LS sujetarlo. En general, nosotros podemos esperar una
compuerta de LS para consumir alrededor de un cuarto el
power/current de una llanura
74 compuerta del mismo tipo. De las compuertas de LS son una
opción buena si nosotros estamos usando una batería o queremos
ahorrar en el costo de suministro de poder.
De la mesa no es obvio por qué cualquiera escogería a la 54
familia relacionada cuando parece mucho igual que el 74 uno. Sin
embargo, se construyen compuertas 54 para operar encima de un rango
de temperatura muy ancho (−55 Celsius a +125 Celsius) que los
74/74LS (0 a 70 Celsius). De la familia 54 es mejor si nosotros
tenemos que construir circuitos para `los ambientes de '
extremos.
TTL todavía se usa mucho cuando construyendo `uno fuera de los '
lógica circuitos como las compuertas son baratas y bastante
robustos (es decir no es probable que se dañe al construir el
circuito!). Sin embargo, la balanza grande más moderna los sistemas
comerciales y industriales usan lógica de CMOS cuando es
cheaper/better para los sistemas integrados. ¡La desventaja
principal de CMOS es que es sensible a la estática, se puede
destruir fácil la lógica de CMOS simplemente sacándolo
descuidadamente de su paquete!!
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