1. Estudio Básico de Las Compuertas Lógicas

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1. Estudio Bsico de las Compuertas Lgicas.

!El lgebra booleana es el medio para expresar la relacin entre las entradas y salidas de un circuito lgico, como en el lgebra de booleana solo existen dos valores posibles que son el 0 y 1 las operaciones son ms sencilla que el algebra ordinaria, esta simplificacin lleva a que se establezcan las 3 operaciones bsica del lgebra booleana: OR, AND & NOT. La presente gua pretende mostrar la importancia del lgebra booleana en los circuited digitales, hacienda un anlisis del comportamiento de las compuertas lgicas. !!

!1.1.Objetivos

! Aprender a utilizar las diferentes herramientas y materiales del laboratorio para la correcta elaboracin

de los circuitos electrnicos. Aprender a conectar de forma correcta los diferentes circuitos integrados, as como poder identificar

las diferencias y similitudes que existen entre ellos. !

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1.2.Tarea antes de la prctica !La tarea es de manera INDIVIDUAL y consiste en investigar las tablas de verdad de las siguientes compuertas lgicas: AND, OR, XOR, NOR Y NAND (para dos entradas) y para la compuerta NOT (para una entrada), traer las tablas de forma ordena en hojas de papel bond, con su respectivo nombre. !Nota: Esta tablas de verdad sern fundamental traerlas, ya que en toda la prctica se estarn consultando constantemente. !

1.3.Marco Terico !Las compuertas lgicas son la representacin de las operaciones lgicas de algebra de booleana, estas estn construidas internamente por diferentes componentes electrnicos, como lo son los diodos, transistores, resistencias y otros, conectados de manera tal que la salida del circuito sea el resultado de una operacin booleana. Como se mencion antes existen 3 compuerta bsicas que son la compuerta AND, OR Y NOT. !

1.3.1.Compuerta AND Es una de la compuerta lgica que representa a la operacin booleana AND, la compuerta ms bsica de este tipo consiste en dos pines de entrada y uno de salida, el resultado se puede simplificar de la siguiente manera, si en todas las entradas de la compuerta estn en estado alto (sea en 1) significa que la salida ser en estado alto tambin; en el caso de que al menos una entrada est en estado bajo, la salida ser en estado bajo. !

1.3.2.Compuerta OR

Es una de la compuerta lgica que representa a la operacin booleana AND, la compuerta ms bsica de este tipo consiste en dos pines de entrada y uno de salida, el resultado se puede simplificar de la siguiente manera, si al menos una de las entradas de la compuerta estn en estado alto (sea en 1) significa que la salida ser en estado alto tambin, en dado caso todos las entradas estn en estado bajo, la salida ser en estado bajo. !

!1.3.3.Compuerta NOT

Es una de la compuerta lgica que representa a la operacin booleana NOT, la compuerta consiste un pin de entrada y uno de salida, el resultado es el


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estado contrario al pin de entrada, si el pin de entrada es 1 la salida es 0 y viceversa. !

!Adems de las compuertas bsicas, existen otras compuertas de gran importancia para la elaboracin de circuito electrnico, por lo que es importante estudiarlas, entre esas compuertas estn las compuertas NAND, NOR Y XOR. !

1.3.4.Compuerta NAND La compuerta ms bsica de este tipo consiste en dos pines de entrada y uno de salida, el resultado se puede simplificar de la siguiente manera, si en todas las entradas de la compuerta estn en estado alto (sea en 1) significa que la salida ser en estado bajo; en el caso de que al menos una entrada est en estado alto, la salida ser en estado alto. !Como se puede observar, el resultado de esta compuerta tiene una gran similitud con la compuerta AND, con la nica diferencia que la salida esta invertida, esta es la razn, por lo que su nombre es NAND.

!1.3.5.Compuerta NOR

La compuerta ms bsica de este tipo consiste en dos pines de entrada y uno de salida, el resultado se

puede simplificar de la siguiente manera, si al menos una de las entradas de la compuerta estn en estado alto (sea en 1) significa que la salida ser en estado bajo, en dado caso todos las entradas estn en estado bajo, la salida ser en estado alto. !Como se puede observar, el resultado es muy similar al de la compuerta OR, la diferencia reside que la salida es lo contrario a lo que dara la misma operacin en una compuerta OR. !

!1.3.6.Compuerta XOR (OR Exclusivo)

La compuerta ms bsica de este tipo consiste en dos pines de entrada y uno de salida, el resultado de esta compuerta es similar al de la compuerta OR, la diferencia radica en el caso de que los dos pines de entrada estn en alto, la salida mantiene un estado bajo; en otras palabras, la compuerta XOR se comporta as: si los pines de entrada son iguales (ya sea en estado alto o bajo), entonces la salida es 0 (estado bajo), si los pines de entrada tienen diferentes estados, entonces la salida es 1 (estado alto). !El smbolo lgico de esta compuerta es similar al de la compuerta OR, la diferencia es la lnea curva cerca de las entradas. !

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1.4.Prctica De Laboratorio !La realizacin de la prctica, consistir en aprender a conectar de forma correcta los diferentes componente en la breadboard, como tambin poder realizar pruebas del comportamiento de las diferentes compuertas lgicas, para dichas pruebas se ingresarn diferentes valores en la entrada del circuto y, a partir de estos valores poder recrear su tabla de verdad y poder deducir de esta forma a que operacin booleana pertenece dicha compuerta. !Luego de encontrar a que operacin pertenece, se repetir este procedimiento para cada uno de los diferentes integrados dados en el laboratorio. !

1.4.1.Equipo a Utilizar El equipo ser proporcionado a cada pareja de alumnos por el instructor encargado del grupo de laboratorio y el alumno ser responsable de dicho equipo durante el desarrollo de esta y cada una de las prcticas. !

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Elementos y Equipo

1 Breadboard con fuente DC

3 Resistencia 270

1 CI NTE7400 1 Diodo Emisor De Luz (LED)

1 CI NTE7402 Alambre De Cobre

1 CI NTE7404 1 Multmetro.

1 CI NTE7408 1 Punta Lgica

1 CI NTE7432 1 Pinza

1 CI NTE7486 1 Cortadora

1 DIP SWITCH 1 Desarmador


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1.4.2.Procedimiento Para las compuertas lgicas con el nmero 7400, 7408, 7432, 7486 tiene en comn la siguiente estructura: !

!Como se puede apreciar estos circuitos integrados tiene cuatro compuertas dentro de l y dos pines de alimentacin, para fines prcticos solo se utilizar la primera compuerta por CI, para ello usaremos los pines 1, 2, 3, 7 y 14; para estos integrados el pin 1 y el pin 2 son ENTRADAS, y el pin 3 es la SALIDA; para todos los CI que se utilizan en esta prctica el pin 7 es siempre GND (Tierra) y el pin 14 es VCC (Comnmente llamado Positivo). !En la Figura 8, se puede observar el diagrama de pines, diagrama que muestra cmo se montan los diferentes componentes en la breadboard; cabe decir, que a la hora de hacer las conexiones se deben hacer de forma ordenada para evitar errores en el diseo del circuito. !

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Para la entrada de los circuitos se utilizara un arreglo de DIP Switch y de resistencias en los cuales se podrn obtener los estados de 0 como de 1 lgicos, en la siguiente figura se muestra la manera correcta de conectarlo. !

!Para la salida del circuito se utiliza la siguiente conexin, siempre teniendo en cuenta que para un 1 lgico a la salida el LED encender y para un 0 lgico se mantendr apagado (lgica positiva). Para cada salida del circuito, se realizar la conexin siguiente: !

!Recordatorio: Adems de conectar los pines de entrada y salida, no olvidar conectar el pin 7 a Tierra y el pin 14 a positivo. !Despus de conectar los componentes en la breadboard, llamar al instructor para que verifique que todo est bien conectado, as poder pasar a conectar la fuente de alimentacin, cuando el circuito ya est funcionando hacer las diferentes combinaciones de la tabla de verdad, anotar los resultado obtenidos del CI y a partir de estos datos, poder obtener que operacin booleana representa.

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Luego de hacer todas las pruebas necesarias, apagar la Fuente de alimentacin ANTES de comenzar a trabajar con el siguiente circuito integrado; no olvidar que los CI se remueven con ayuda del destornillador, esto se realiza para evitar daos en los integrados. Repetir todo el proceso hasta haber obtenido la table de verdad de los CI. !Al finalizar la prctica entregar al instructor la portada, la hoja anexa de rellenar completa y en la parte de atrs de esta hoja, las tablas de verdad obtenidas. !Para las compuertas lgicas con el nmero 7402 y 7404 corresponden los siguientes diagramas de conexin respectivamente: !

7402 !

7404


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1.5.Diagrama de Pines de Circuitos Integrados !Colocar en los siguientes diagramas el nmero del CI correspondiente a cada imagen, con la ayuda de las tablas de verdad obtenidas. !

AND _____________ OR _____________

NAND _____________ NOR _____________

XOR _____________ NOT _____________


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