Informe 1 E.digital Avance 4t2j3c

Alumno (os): Grupo: Semestre: Fecha de entrega:

Aliaga Palomino, Renzo Edwin Mora Vera, Carlos Javier Lloclla Ochoa, Luis Enrique B Profesor: IV OSWALDO VALDIVIA 1 0 16 Hora: 8:00 am 5 2

Nota:

ELECTRONICA DIGITAL Tema: PUERTAS Y COMPUERTAS LÒGICAS

Nro. DD-106 Página 1 / 17 Semes IV tre: Grupo: A

1. OBJETIVOS  Reconocer las funciones booleanas en los diferentes circuitos básicos de electrónica digital.  Comprobar el funcionamiento de las puertas lógicas mediante el uso de tablas de verdad y circuitos básicos.  2. MATERIALES

3. INTRODUCCIÓN:

La palabra “digital” tiene origen latino: digitus = dedos (contar con los dedos) En la técnica digital solamente existen dos posibles valores de la señal y si bien son solo dos, hay varias maneras de representarlos. En la siguiente tabla se muestran los diferentes tipos de interpretaciones.

Los circuitos digitales son implementados por 3 tipos fundamentales de circuitos lógicos: AND, OR y NOT y las tecnologías utilizadas son: 

TTL: Lógica – transistor – transistor



CMOS: Complementary Metal Oxide Semiconductor

ELECTRONICA DIGITAL Tema: PUERTAS Y COMPUERTAS LÒGICAS 


ECL: Lógica Emisores acoplados

Etapas de desarrollo de los circuitos integrados digitales

4. FUNDAMENTO TEÓRICO I.

Introducción a las operaciones AND, NAND y la función NOT (negación)

En el curso EloTrain 6 de puertas lógicas "Operaciones AND y NAND, función NOT (negación)" se estudian estos componentes mediante ejemplos prácticos Operaciones AND y NAND, función NOT (negación) En los siguientes ensayos se presentan y prueban los elementos básicos de la tecnología digital. Pero los elementos básicos como



puertas AND u OR se implementarán mediante circuitos electrónicos integrados. Estos se denominan módulos TTL (transistor-transistor logic), cuyas entradas y salidas están estandarizadas. El valor de tensión de entrada o salida +5 Voltios representa el valor lógico verdadero o cierto. También se puede representar este valor lógico como un "1". Un valor de 0 Voltios representa el valor lógico falso y se representa como un "0". Una puerta lógica AND (circuito 1, salida Q1) es un circuito básico integrado que lleva a cabo la operación del mismo nombre por medios electrónicos. La salida adopta el valor de “verdadero”, “cierto” o “1” únicamente si todas las entradas tienen el estado de "verdadero", "cierto" o "1". En este caso, dependiendo del tipo de puerta lógica AND, también podemos encontrarnos con más de dos entradas. Para la operación booleana AND, son usuales las notaciones matemáticas Q = A  B y Q = A · B. Esquema de conexiones 1

Al hablar de una puerta lógica NAND (circuito 1, salida Q2) nos referimos a una puerta cuyo valor lógico en la salida es inverso al de una compuerta AND. Por lo tanto, la salida solo es “incierta”, “falsa” o “0” si todas las entradas tienen el estado de “verdadero”, “cierto” o “1”. Para la operación booleana NAND son corrientes las notaciones Q = A  B y Q = A · B.



La puerta lógica NOT (circuito 2), al contrario que las AND y NAND, tiene solo una entrada cuyo valor se invierte. De un estado "verdadero”, "cierto" o "1" se pasa a uno "incierto", "falso" o "0". Si se cierran todas las entradas de una puerta lógica NAND se obtiene una compuerta NOT. Se prefiere la variante Q = ¬A como símbolo gráfico en conformidad con la norma DIN. Se permite igualmente la notación Q = A

Esquema de conexiones 2 Contenidos de aprendizaje Una vez realizado el ejercicio, los estudiantes estarán en condiciones de:   

 

Montar un circuito con las operaciones AND y NAND. Implementar una negación, es decir, una función NOT a partir de una compuerta NAND. Describir las leyes de la función NOT y de las operaciones AND y NAND por medio de la tabla de verdad y de las ecuaciones funcionales correspondientes. Utilizar el símbolo gráfico estandarizado para representar las puertas NAND, AND y NOT. Comprobar que la doble negación se anula por sí sola y que, por tanto, los valores de las variables de entrada y salida de esta operación son iguales.

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Indicar ejemplos de aplicación de la función NOT y las operaciones AND y NAND.

Requisitos Para un exitoso trabajo con el curso se requiere:  

II.

Conocimiento de las funciones booleanas. Conocimiento de los símbolos gráficos de los circuitos básicos de tecnología digital.

Introducción a las operaciones lógicas OR y NOR, función NOT (negación) En el curso EloTrain-6 "Operación NOR de las funciones OR y NOT en tecnología de operaciones NAND" se explican estas puertas lógicas básicas por medio de ejemplos prácticos. Operaciones lógicas OR y NOR, función NOT (negación) La puerta lógica OR es un componente que pone la salida en el valor de “verdadero”, “cierto” o “1” siempre que una sola entrada adopte el valor de “verdadero”, “cierto” o “1”. Para la operación booleana OR es común la notación Q = A v B. Ocasionalmente también se utiliza la escritura Q = A + B. Esquema de conexiones 1



Esquema de conexiones 2 Una puerta OR también se puede implementar conectando tres puertas lógicas NAND. Esquema de conexiones 3

Contenidos de aprendizaje Una vez realizado el ejercicio, los estudiantes estarán en condiciones de:   

Implementar una negación, es decir una función NOT, por medio de una puerta NOR. Describir las leyes de OR y NOR sirviéndose de la tabla de verdad y las ecuaciones funcionales correspondientes. Utilizar el símbolo gráfico normalizado para representar las puertas lógicas NOT, OR y NOR y NAND.

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Implementar las operaciones OR y NOR por medio de compuertas NAND. Confirmar el teorema de De Morgan evaluando la tabla de verdad. Requisitos Para un exitoso trabajo con el curso se requiere:

o Conocimiento de las funciones booleanas. o Conocimiento de los símbolos gráficos de los circuitos básicos de tecnología digital. III.

Introducción a la ambivalencia (EXOR) y equivalencia (EXNOR) con operaciones NAND y NOR

En el curso 6 de EloTrain "Antivalencia (EXOR) y equivalencia (EXNOR) en tecnología de puertas NAND y NOR" se explican estas operaciones por medio de ejemplos prácticos. Anti valencia (EXOR) y equivalencia (EXNOR) con operaciones NAND y NOR La puerta lógica EXOR (OR exclusiva) de solo dos entradas se conmuta siempre a "1" si únicamente una entrada tiene el valor "1" lógico. Para la operación EXOR, el circuito más habitual es el representado en el esquema de conexiones 1. Este circuito recibe el nombre de "OR ex,clusiva" o “antivalencia”. Para la función lógica es válida la siguiente relación Q = A · B  A · B. En un ejercicio posterior se deberá comprobar si esta afirmación se cumple. Esquema de conexiones 1



Para la operación EXNOR, el circuito más habitual es el representado en el esquema de conexiones 2. Esta función recibe el nombre de “equivalencia”. Para la función lógica es válida la relación Q = A · B  A· B. En un ejercicio posterior se deberá comprobar si esta afirmación se cumple. Esquema de conexiones 2

Contenidos de aprendizaje Una vez realizado el ejercicio, los estudiantes estarán en condiciones de:

o Montar un circuito OR exclusivo (EXOR) y una equivalencia (EXNOR). o Describir las leyes de las funciones EXOR y EXNOR sirviéndose de la tabla de o verdad y las ecuaciones funcionales correspondientes.



o Montar variantes de circuitos específicas para las operaciones EXOR y EXNOR o con compuertas NAND y NOR. o Convertir un circuito de equivalencia en un OR exclusivo por medio de un negador y viceversa. o Desarrollar, transformar y simplificar la ecuación funcional de las distintas o soluciones representadas por medio del álgebra de conmutación. Requisitos Para un exitoso trabajo con el curso se requiere:

o Conocimiento de las funciones booleanas. o Conocimiento de los símbolos gráficos de los circuitos básicos de tecnología digital.

IV. V.

5. PROCEDIMIENTO 1) 2) 3) 6. ANEXOS

Para que se utiliza la tabla de verdad La tabla de verdad es un instrumento utilizado para la simplificación de circuitos digitales a través de su ecuación booleana. Todas las tablas de verdad funcionan de la misma manera sin importar la cantidad de columnas que tenga y todas tienen siempre una columna de salida (la última columna a la derecha) que representa el resultado de todas las posibles combinaciones de las entradas. El número total de columnas en una tabla de verdad es la suma de las entradas que hay + 1 (la columna de la salida).



El número de filas de la tabla de verdad es la cantidad de combinaciones que se pueden lograr con las entradas y es igual a 2n, donde el número de columnas de la tabla de verdad (sin tomar en cuenta la columna de salida). Ejemplo: en la siguiente tabla de verdad hay 3 columnas de entrada, entonces habrán: 23 = 8 combinaciones (8 filas)

Un circuito con 3 interruptores de entrada (con estados binarios “0″ o “1″), tendrá 8 posibles combinaciones. Siendo el resultado (la columna salida) determinado por el estado de los interruptores de entrada. Los circuitos lógicos son básicamente un arreglo de

interruptores,

conocidos

como

“compuertas

lógicas”

(compuertas AND,NAND, OR, NOR, NOT, etc.). Cada compuerta lógica tiene su tabla de verdad. Si pudiéramos ver con más detalle la construcción de las “compuertas lógicas”, veríamos que son circuitos constituidos por transistores, resistencias, diodos, etc., conectados de manera que se obtienen salidas específicas para entradas específicas. La utilización extendida de las compuertas lógicas, simplifica el diseño y análisis de circuitos complejos. La tecnología moderna actual permite la construcción de circuitos integrados (ICs) que se componen de miles (o millones) de compuertas lógicas.


7. OBSERVACIONES 8. CONCLUSIONES














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