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DISEÑO DE CIRCUITOS LÓGICOS COMBINACIONALES. RESUMEN: Por medio de este trabajo y con ayuda de los diferentes métodos de solución investigados y dados en horas clase sobre problemas de diseño de compuertas lógicas, se buscó entender y comprender con claridad cada uno de sus componentes y su utilidad en los diferentes campos de la vida diaria. Por lo cual es de gran importancia conocer los diferentes tipos de compuerta (AND, OR, NOT) con su respectivo código de data-chip para un óptimo funcionamiento para evitar dificultades y accidentes a la hora de trabajos con dichos elementos. PALABRAS CLAVES: compuerta lógica, Compuerta And, Compuerta Or, Compuerta Not, Data-chip. ABSTRACT: By means of this work and with help of the different methods of solution investigated and given in class on problems of design of logical hatches, one sought to understand and to understand with clarity each of his components and his usefulness in the different fields of the daily life. For which it performs great importance to know the different types of hatch (AND, OR, NOT) with his respective code of byline - chip for an ideal functioning to avoid difficulties and accidents at the moment of works with the above mentioned elements
el circuito. También se define las hojas de característica (datasheep) de los integrados que se utilizan en la práctica. 1.1 OBJETIVO GENERAL. Diseñar un circuito lógico combinaciones con compuertas AND, OR y NOT para dar solución a un problema dado. 1.2 OBJETIVO ESPECIFICO. 1.2.1 1.2.2
TÉCNICA OPERATORIA Interpretar el problema, extrayendo las condiciones que sugiere el problema a solucionar.
1.3 PROBLEMA Obtenga la tabla de verdad y las funciones lógicas del circuito de apertura de la puerta del garaje mostrado en la Fig 1. El cual consta de 4 entradas:
KEY WORDS: Hatch And, logical hatch, Hatch Or, Hatch Not, Byline - chip. 1 INTRODUCCION En el presente informe de laboratorio se presentan los procedimientos, e implementaciones de las compuertas lógicas (And, Not, Or) para el diseño y construcción de un circuito lógico combinacional. Utilizamos una aplicación (Proteus) para realizar el diseño del esquema lógico antes de hacer el respectivo montaje en la protoboar. Nos basamos en los teoremas Booleanos para reducir al máximo las expresiones para un mejor manejo y facilidad a la hora de elaborar
Figura 1. Puerta Garaje. Detector de coche en la entrada. Llave de apertura fuera del garaje. Detector de coche que quiere salir. Llave de apertura dentro del garaje. El circuito posee 5 salidas: M: Motor de la puerta (0: cerrar; 1: abrir). R1, V1: Luces Rojas y Verdes de la entrada del garaje.
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R2, V2: Luces Rojas y Verdes del interior del garaje. Las condiciones de funcionamiento son las siguientes: La puerta se tiene que abrir si hay un coche en la entrada y acciona la llave de entrada (siempre y cuando no haya nadie dentro) o si hay alguien en el interior del garaje y acciona la llave. La luz Roja R1 ha de encenderse si hay alguien dentro que quiera salir. La luz V1 ha de encenderse si hay alguien fuera, y dentro no hay nadie. La luz Roja R2 ha de encenderse si hay alguien fuera que quiere entrar. La luz V2 ha de encenderse si hay alguien dentro, y fuera no hay nadie. Si hay dos coches (en la entrada y en el interior) y accionan la llave a la vez, las luces deben indicar que la preferencia es para el coche que sale, abriéndose la puerta. 1.2.3
Establecer la tabla de verdad que describa la forma en el que las salidas (decisión) dependa de sus entradas (Condiciones). a partir de las condiciones que establece el problema. Tabla 1. Tabla 1 Tabla de verdad.
CONDICIONE DECISIÓNES S A B C D D L D L M L L L L C A C A T V V R R E F S S R 1 2 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0 0 0
1 1 1 1 1 1 1 1
0 0 0 0 1 1 1 1
0 0 1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1 0 1
0 0 0 0 1 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 1
0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 0 1 0 0 0
1.2.4
Escriba el término AND para cada caso en el que la salida sea 1.
1.2.5
Suma de productos de la tabla de verdad. tabla 1:
Decisión Motor Eq1:
´ B´ CD + AB C´ D+ ´ ABCD Motor= A Eq1. Motor.
Decisión V1 Eq2 :
´ C´ D+ ´ AB C´ D ´ V 1= A B Eq2. Luz Verde 1
Decisión V2 Eq3 :
´ BC ´ D+ ´ A´ B´ CD + ABCD V 2= A Eq3. Luz Verde 2
Decisión R1 Eq4 :
´ BC ´ D+ ´ A´ B´ C´ D+ ABCD R 1= A Eq4. Luz Roja 1
Decisión R2 Eq5 :
´C ´ D+ ´ AB C´ D ´ R 2= A B Eq5. Luz Roja 2
1.2.6
Realice la simulación de la expresión resultante del punto 1.2.5. (Img.1) {Anexo
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posteriormente para una mejor visualización}
Figura 3. Simbología IEC AND 1.4.2
una puerta lógica digital que implementa la disyunción lógica -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad Cuando todas sus entradas están en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 0 o en BAJA, mientras que cuando al menos una o ambas entradas están en 1 o en ALTA, su SALIDA va a estar en 1 o en ALTA. Tabla 2 Se puede ver claramente que la salida X solamente es "0" (0 lógico, nivel bajo) cuando la entrada A como la entrada B están en "0". En otras palabras la salida X es igual a 0 cuando la entrada A y la entrada B son 0 el símbolo Americano (ANSI o "militar") Fig 4. y el símbolo IEC ("europeo" o "rectangular") Fig 5. posee cuatro entradas. [2]
Imagen 1. Montaje Circuito Lógico Sin Reducir.
1.4 MATERIALES.
1.4.1
AND (74LS08): Es una puerta lógica digital que implementa la conjunción lógica -se comporta de acuerdo a la tabla de verdad. Ésta entregará una salida ALTA (1), dependiendo de los valores de las entradas, siendo este caso, al recibir solo valores altos en ambas entradas. Si alguna de estas entradas no son ALTAS, entonces se mostrará un valor de salida BAJA (0). Tabla 2 el símbolo texano -Americano- (ANSI o "militar") Fig 2. y el símbolo IEC ("europeo" o "rectangular") Fig 3 [1]
Compuerta OR (74LS032): es
Compuerta
Figura 4. Simbología ANSI O Militar OR
Figura 5. Simbología IEC OR Figura 2.Simbologia ANSI o Militar AND
1.4.3
Compuerta
NOT
(74LS04):
Opuesta o inversa NOT es una puerta lógica que implementa la negación lógica . tabla de verdad. Siempre que su entrada está en 0 (cero) o en BAJA, su salida está en 1
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o en ALTA, mientras que cuando su entrada está en 1 o en ALTA, su SALIDA va a estar en 0 o en BAJA. Tabla 2
Tabla 2 Tabla de verdad compuertas.
La función física del inversor, es la de cambiar en su salida el nivel del voltaje de su entrada entre los definidos como lógico ALTO Y lógico BAJO. Los inversores también pueden ser construidos con transistores de unión bipolar (BJT), ya sea en una lógica resistencia-transistor (RTL) o una configuración de lógica transistortransistor (TTL). Su simbología tradicional Fig 6 .su simbología CEI Fig 7.[3]
1.4.4 El protoboard o breadbord: Es
Figura 6. Simbología tradicional NOT
una especie de tablero con orificios, en la cual se pueden insertar componentes electrónicos y cables para armar circuitos. Como su nombre lo indica, esta tableta sirve para experimentar con circuitos electrónicos, con lo que se asegura el buen funcionamiento del mismo. Fig8 [4]
Fig7.Simbologia NOT CEI.
Figura 8. Protoboard.
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1.4.5
Resistencias:
Se le denomina resistencia eléctrica a la oposición al flujo de electrones al moverse a través de un conductor.1 2 La unidad de resistencia en el Sistema Internacional es el ohmio, que se representa con la letra griega omega (Ω), en honor al físico alemán Georg Simon Ohm, quien descubrió el principio que ahora lleva su nombre. Fig 9 [5]
Figura 10. Leds de colores.
1.4.7 Interruptor eléctrico: es un dispositivo que permite desviar o interrumpir el curso de una corriente eléctrica. En el mundo moderno sus tipos y aplicaciones son innumerables, desde un simple interruptor que apaga o enciende una bombilla, hasta un complicado selector de transferencia automático de múltiples capas, controlado por computadora. Fig 11 [7] Figura 9.Resistencia eléctrica. 1.4.6
Leds: se usan como indicadores en muchos dispositivos y en iluminación. Los primeros leds emitían luz roja de baja intensidad, pero los dispositivos actuales emiten luz de alto brillo en el espectro infrarrojo, visible y ultraviol eta. Debido a su capacidad de operación a altas frecuencias, son también útiles en tecnologías avanzadas de comunicaciones y control Fig.10 [6]
Figura 11. Tipos de Interruptores
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1.2.7
Expresiones Booleanas simplificadas.
Decisión Motor. Eq6:
´ B´ CD + AB C´ D+ ´ ABCD Motor= A Eq6. Motor simplificado.
Decisión V1 Eq7:
´ V 1= A C´ D Eq7. Luz Verde 1 simplificada.
Decisión V2 Eq8 :
´ BC ´ + ABCD V 2= A Eq8. Luz Verde 2 simplificada.
Decisión R1 Eq9 :
´ BC ´ + ABCD R1= A Eq9. Luz Roja 1 simplificada.
Decisión R2 Eq10:
´ R2= A C´ D Eq10. Luz Roja 2 simplificada.
1.2.8
Realice la simulación de la expresión resultante del punto 1.2.7( img 2){Anexo posteriormente para una mejor visualización}
Imagen 2. Montaje Circuito Lógico Reducido
. 1.2.9
Realice el montaje en la Protoboard de la expresión booleana del punto 1.2.7
1.2.10 Conecte la fuente de alimentación, teniendo cuidado de empalmar tierra con tierra y VCC con VCC, compruebe el funcionamiento del circuito mediante la tabla de verdad. CONCLUSIONES. Al concluir este trabajo pudimos notas que para utilizar compuerta lógica hay que tener en cuenta el datasheet de cada una de ellas, como es su funcionamiento interno y cada una de sus cualidades. También trabajamos lo que más pudimos en la estética para que fuera más vistoso a la hora de presentarlo, hay que tener un gran orden a la hora del montaje para evitar confusiones y en el momento de finalizar sea el resultado esperado. BIBLIOGRAFIA.
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[1] 18 Nov 2016 Disponible. [En línea] https://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_AN D [2] 18 Oct 2016 Disponible. [En línea] https://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_OR [3] 29 Nov 2015 https://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_NO T [4] Disponible. [En línea] http://www.circuitoselectronicos.org/20
07/10/el-protoboard-tableta-deexperimentacin.html [5] Disponible. [En línea] https://es.wikipedia.org/wiki/Resistenci a_el%C3%A9ctrica [6] 6 Marzo 2016 Disponible. [En línea] https://es.wikipedia.org/wiki/Led [7] 24 Dic 2016 Disponible. [En línea] https://es.wikipedia.org/wiki/Interruptor.
ANEXOS.
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Imagen 1. Montaje Circuito Lógico Sin Reducir.
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