Laboratorio 08
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Este documento describe las compuertas lógicas y su funcionamiento en sistemas digitales. Explica las compuertas básicas como AND, OR y NOT y cómo se pueden combinar para resolver problemas lógicos. También describe la tecnología TTL comúnmente usada para implementar circuitos digitales y sus características principales como el voltaje de alimentación de 5V y su construcción con transistores bipolares.
Laboratorio 08
- 1. -975025-208317<br />TRABAJO<br />DE<br />ELECTRONICA<br />PERTENECIENTE<br />A<br />ELVIS LOPEZ VEGA <br />CICLO: IIGRUPO: C4-D<br />PROFESOR: HERNANDO PRADA <br />AREQUIPA – 2010<br />COMPUERTAS LOGICAS<br />Las compuertas lógicas son bloques de construcción básica de los sistemas digitales; operan con números binarios, por lo que se les denomina puertas lógicas binarias.<br />En los circuitos digitales todos los voltajes, a excepción de las fuentes de alimentación, se agrupan en dos posibles categorías: voltajes altos y voltajes bajos.<br />Todos los sistemas digitales se construyen utilizando básicamente tres compuertas lógicas básicas, estas son las AND, OR y NOT; o la combinación de estas.<br />¿Qué es TTL?<br />Acrónimo inglés de Transistor-Transistor Logic o \" Lógica Transistor a Transistor\" . Tecnología de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los que los elementos de entrada de la red lógica son transistores, así como los elementos de salida del dispositivo.<br />Características de los TTL<br />La familia de circuitos integrados TTL tienen las siguientes características:<br />- La tensión o voltaje de alimentación es de + 5 Voltios, con Vmin = 4.75 Voltios y Vmax = 5.25 Voltios.- Su realización (fabricación) es con transistores bipolares multiemisores.- La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor ventaja, ciertamente esta característica le hacer aumentar su consumo.- Su compuerta básica es la NAND<br />Familia de los Circuitos Lógicos Integrados<br /> TecnologíaSerieFamilia de circuitos lógicos integrados con transistores bipolaresTTLTTL estándarTTL de baja potenciaTTL shoottkyTTL shoottky de baja potenciaTTL shoottky avanzadaECL Familia de circuitos lógicos integrados con transistores MOSFETCMOSCMOS estándarCMOS HCCMOS HCTNMOS PMOS BiCMOS Combina transistores bipolares con transistores MOSFET<br />Compuertas lógicas.<br />Dentro de la electrónica digital, existe un gran número de<br />problemas a resolver que se repiten normalmente. Por ejemplo, es<br />muy común que al diseñar un circuito electrónico necesitemos<br />tener el valor opuesto al de un punto determinado, o que cuando<br />un cierto número de pulsadores estén activados, una salida<br />permanezca apagada. Todas estas situaciones pueden ser<br />expresadas mediante ceros y unos, y tratadas mediante circuitos<br />digitales.<br />Los elementos básicos de cualquier circuito digital son las<br />compuertas lógicas.<br />> Compuerta IF (SI)<br />> Compuerta NOT (NO)<br />> Compuerta AND (Y)<br />> Compuerta OR (O)<br />> Compuerta NAND (NO Y)<br />> Compuerta NOR (NO O)<br />> Compuerta XOR (O Exclusivo)<br />> Compuerta NXOR (No O Exclusivo)<br />Compuertas lógicas:<br />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.<br />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.<br />Como se muestra en la figura, cada valor binario tiene una desviación aceptable del valor nominal. La región intermedia entre las dos regiones permitidas se cruza solamente durante la transición de estado. Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de las tolerancias permitidas.<br />La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan Compuertas.<br />Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.<br />A continuación se detallan los nombres, símbolos, gráficos, funciones algebraicas, y tablas de verdad de las compuertas más usadas.<br />Compuerta AND: Cada 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. 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.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.Compuerta Separador (yes): Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada. Este circuito se utiliza simplemente para amplificación de la señal. Por ejemplo, un separador que utiliza 5 volt para el binario 1, producirá una salida de 5 volt cuando la entrada es 5 volt. Sin embargo, la corriente producida a la salida es muy superior a la corriente suministrada a la entrada de la misma.De ésta manera, un separador puede excitar muchas otras compuertas que requieren una cantidad mayor de corriente que de otra manera no se encontraría en la pequeña cantidad de corriente aplicada a la entrada del separador.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.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.<br />1.- determinar la función de salida X<br />Marco Arcos CamargoABCX<br />2.- Determine la salida de cada compuerta<br />0100<br />3.- simbolice y genere la tabla de verdad para una compuerta AND de tres entradas.<br />-219710679454.- Realizar la tabla de verdad de un sistema al siguiente programa de trabajo:1º Si se acciona solamente el pulsador A funciona el motor M1.2º Si se acciona solamente el pulsador B funcionan los motores M1 y M23º Si se acciona solamente el pulsador C funciona el motor M24º Si se accionan a la vez los pulsadores A y C funciona el motor M1<br />a) X= C(A + BD) + A + C’ b) Y = AB + BC+ CA + CD + A’ + B’5.- Implementar los circuitos lógicos de las funciones:c) Z = (A + B’)C + A’D<br />6.- para la función Z del ejercicio hallar la tabla de verdad que la represente<br />Z = (A + B’)C + A’D<br />7.- Un grupo electrógeno es accionado por un motor el cual es gobernado por tres interruptores A, B, y C se pondrá en marcha: - Si se acciona solamente A - Si se acciona a la vez A y C - Si se acciona a la vez B y CRealizar el circuito lógico que realice dicha tarea.<br />