Laboratorio Digitales 1

FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – INGENIERIA ELECTRONICA SEÑALES DIGITALES 1

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OPERADORES LÓGICOS CON CIRCUITOS TTL Autores: Andrés Plazas Sierra, Jonathan Alexander Mesa, Cristian Medina Egue.

Resumen— En este laboratorio analizamos e implementamos las compuertas lógicas, estas nos ayudan mediante los transistores donde tenemos entradas lógicas como 1 ó 0 los cuales pasan por un proceso de operación lógica como: XOR, OR, AND, NAND, NOT, XNOR, estas también las elaboramos con transistores con configuraciones adecuadas que nos permitieron una óptima comprensión de su funcionamiento.

Términos Relevantes—Amplificadores, Circuitos integrados, compuertas lógicas, voltaje. I. INTRODUCCION Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.

La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria. [1]

II. OBJETIVOS Generales. Adquirir conocimiento acerca del funcionamiento de los distintos operadores lógicos, analizando su símbolo, tabla de verdad y ecuación por medio de la interacción con los circuitos integrados de la familia lógica TTL. Específicos. -Describir la operación del Inversor, las compuertas AND y la compuerta OR. -Describir la operación de las compuertas NAND y NOR. -Describir la operación de las compuertas OR exclusiva y NOR exclusiva

III.MATERIALES NECESARIOS DESARROLLO DE LA PRÁCTICA:

PARA

EL

Fuente de voltaje de 5VDC  Una tablilla de conexiones (protoboard)  Transistores BJT 2N2222 (el número de transistores Dip switch y resistencias dependen del diseño de las compuertas)  Circuitos integrados 7400, 7402, 7408, 7432 y 7486  Un DIP deslizable de 8 o 4  Ocho LEDS (sin importar el color)  Ocho resistencias de 330Ω  Alambre para conexiones PROCEDIMIENTOS, RESULTADOS Y OBSERVACIONES A. Procedimientos 1. Investigue previamente el tema Implementación de compuertas lógicas a partir de transistores BJT, simule en PROTEUS y determine los componentes a utilizar. Posteriormente, en la tablilla de conexiones (protoboard) implemente las compuertas lógicas Not, And, Or, Nand, Nor, Exor, ExNor mediante transistores de unión bipolar BJT.

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B. Resultados A) Compuerta AND, esta compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1.El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.

C) Compuerta NAND, es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido. Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.

Ilustración 3 Entradas lógicas (0,0)

Ilustración 1 Compuerta AND

B) Compuerta NOT, El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria. Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa. Ilustración 4 Entradas lógicas (1,0)

Ilustración 2 Compuerta NOT

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Ilustración 5 Entradas lógicas (0,1)

FUNDACION UNIVERSITARIA DE SAN GIL – INGENIERIA ELECTRONICA SEÑALES DIGITALES 1 D) Compuerta OR, La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

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E) Compuerta NOR, La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.Esta solo tiene un 1 lógico a su salida cuando sus entradas son (0,0)

Ilustración 6 Entradas lógica (0,1) Ilustración 9 Compuerta NOR (0,0)

F) Compuerta XOR, La puerta XOR, compuerta XOR u OR exclusiva es una puerta lógica digital que implementa el o exclusivo; es decir, una salida verdadera (1/HIGH) resulta si una, y solo una de las entradas a la puerta es verdadera. Si ambas entradas son falsas (0/LOW) o ambas son verdaderas, resulta en una salida falsa. La XOR representa la función de la desigualdad, es decir, la salida es verdadera si las entradas no son iguales, de otro modo el resultado es falso.

Ilustración 7 Entradas lógicas (1,0)

Ilustración 8 Entradas lógicas (1,1)

Ilustración 10 Entradas lógicas (1,0)

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Ilustración 14 Compuerta AND

Ilustración 11 Entradas lógicas (0,1)

G) Compuerta XNOR, La puerta XNOR (a veces escrita "exnor" o "enor" y rara vez escrito NXOR) es una puerta lógica digital cuya función es la inversa de la puerta OR exclusiva (XOR). La versión de dos entradas implementa la igualdad lógica, comportándose de acuerdo a la tabla de verdad de la derecha. Una salida ALTA (1) resulta si ambas las entradas a la puerta son las mismas. Si una pero no ambas entradas son altas (1), resulta una salida BAJA (0).

Ilustración 15 Compuerta NOT

Ilustración 16 Compuerta NAND Ilustración 12 Compuerta XNOR

MONTAJES

Ilustración 13 Compuerta OR

Ilustración 17 Compuerta NOR

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Ilustración 20 Circuito integrado NAND

Ilustración 18 Compuerta XOR

Ilustración 21 Circuito integrado AND

Ilustración 22 Circuito integrado OR Ilustración 19 Compuerta XNOR

¿Si se dejara un terminal de entrada (1 o 2) sin conectar, ¿Qué valor tomaría?

2) Compuertas lógicas: 7400 7408 7432 7402 7486

Al no conectar la entrada 1 ó 2 este circuito integrado no cumpliría su función ya que esta queda de forma directa en cualquiera de sus posiciones lógicas.

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multiplicador, or sumador, nor sumador con salida invertida , nand multiplicador con salida invertida, xor su salida se obtiene un 1 lógico cuando sus dos entradas son distintas. -Concluimos también que los circuitos integrados son más precisos puesto ya vienen con configuración fija y los amplificadores según su temperatura y su beta hacen varían la diferencia potencial de salida, además de la reducción de espacio de trabajo.

Ilustración 23 Circuito integrado NOR

En esta compuerta su configuración cambia pues en esta sus entradas son 2 y 3 y su salida 1.

BIBLIOGRAFÍAS [1]http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/comp_log. htm

3) Coloque los valores obtenidos en la tabla de verdad para cada operador, indicando con 1 encendido, y con 0 apagado. AUTORES

Andrés Plazas Sierra, Jonathan mancera, Cristian medina.

III. CONCLUSIONES - Concluimos que en estas compuertas se debe tener en cuenta el valor de las resistencias puesto que si alguna es mayor o menor esto hace que su configuración no funcione o a tal caso de un corto circuito. - La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR pero está a sus salidas son negadas. - La compuerta NOR utiliza una configuración distinta a las demás ya que en esta sus entradas son 2,3 y su salida es 1. - Pudimos comprobar que las configuraciones y conexión de las compuertas lógicas se ratifican con las tablas de verdad. -Pudimos concluir que el comportamiento de la compuertas not la cual su función es inversor, and