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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MÉRIDA DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO

ELECTRÓNICA DIGITAL

ELABORADO POR:

MTE MARGARITA ALVAREZ CERVERA

INTRODUCCIÓN

El presente manual contiene nueve prácticas para la materia de Electrónica Digital de acuerdo al programa oficial de la materia. Las prácticas 1 y2 forman parte de la unidad 1 “Introducción al diseño digital”. Las prácticas 3 y 4 forman parte de la unidad II “Minimización de funciones y diseño en SSI”. La práctica 5 emplea circuitos MSI y LSI como se analizan en la unidad III “Circuitos MSI y LSI y sus aplicaciones “. Las prácticas 6 y 7 utilizan circuitos secuenciales que se diseñan en las unidades IV y V “Fundamentos de máquinas secuenciales” y “Análisis y diseño de circuitos secuenciales”. Por último las prácticas 8 y 9 sugieren proyectos para ser desarrollados empleando todos los conocimientos adquiridos.

Práctica No. 1 ELECTRÓNICA DIGITAL “CARACTERIZACIÓN DE COMPUERTAS”

OBJETIVOS:

1) Conocer algunas de las compuertas lógicas electrónicas utilizadas en los circuitos lógicos combinatorios. 2) Interpretar los diagramas esquemáticos y las características eléctricas de los circuitos integrados, proporcionados por el fabricante. 3) Comprobar la relación entre los valores lógicos y niveles de voltaje de un circuito integrado. 4) Comprobar que el funcionamiento de las distintas compuertas corresponde a su tabla de verdad y función lógica. 5)

Obtener el circuito equivalente de una compuerta a partir de otras.

DESARROLLO TEORICO.

1) Describir la función y dar la tabla de verdad de las compuertas contenidas en los siguientes circuitos integrados: 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 74LS86. 2) Buscar en el manual las características eléctricas de los circuitos integrados mencionados anteriormente VCC, VIH, VIL, VOH, VOL. Definir cada uno de los parámetros eléctricos anteriores. 3) Obtener un circuito lógico equivalente a una compuerta Orexclusiva a partir de las compuertas AND, OR, NOT. Dibujar el diagrama Dibujar el diagrama lógico y el alambrado del circuito anterior, indicando claramente a que pata de los circuitos integrados corresponde cada conexión.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.

1) Obtener experimentalmente la tabla de verdad de cada uno de los circuitos integrados utilizados en la práctica. Indicar el valor lógico y el nivel de voltaje a que corresponde dicho valor. 2) Obtener experimentalmente los valores VIH, VIL, VOH, VOL. Indicar si dichos valores están dentro de las especificaciones del fabricante. 3) Obtener experimentalmente la tabla de verdad del circuito equivalente a un ORExclusivo. Indicar valor lógico y nivel de voltaje. 4) Conclusiones, Observaciones y Comentarios.

Práctica No. 2 ELECTRÓNICA DIGITAL “ANÁLISIS DE LÓGICA COMBINATORIA”

OBJETIVOS:

1) Armar un circuito a partir de sus diagramas lógico usando circuitos integrados 2) Analizar y comprobar el funcionamiento de un circuito lógico combinatorio. 3) Identificar la función realizada por un circuito lógico. 4) Diseñar el circuito utilizando VHDL

DESARROLLO TEÓRICO.

1) Dados los circuitos de la figura 1, analizarlos y obtener :

a) Las ecuaciones booleanas de las funciones.... ( W, X, Y, Z, F1, F2 ). b) Las tablas de verdad de las mismas . 2) Describir el funcionamiento de I y II. 3) Describir el procedimiento de análisis usado. 4) Dibujar el diagrama de alambrado de los circuitos integrados anteriores, indicando claramente a que pata de los circuitos integrados corresponde cada conexión. 5) Hacer el diseño de los circuitos I y II en VHDL

FIGURA 1.

DESARROLLO EXPERIMENTAL.

1) Obtener experimentalmente las tablas de verdad de los circuitos I y II; Comparar los resultados obtenidos. 2) ¿Por qué se usó un resistor de 1 K, en Y? 3) Simular el diseño en VHDL de los circuitos I y II 4) Conclusiones, Observaciones y Comentarios.

Práctica No. 3 ELECTRÓNICA DIGITAL I “DISEÑO DE UN CIRCUITO COMBINATORIO”

OBJETIVOS:

1) Obtener la expresión mínima de funciones booleanas a partir de la descripción de un sistema. 2) Implementarlas empleando compuertas:

a) NANDS e INVERSORES b) NOORS e INVERSORES. 3) Implementarlo en VHDL

DESARROLLO TEÓRICO:

1) Se cuenta con un sistema de seguridad para proteger al radiólogo de radiación excesiva. a) El sistema sólo tomará las radiografías si la puerta del radiólogo está cerrada, el radiólogo se encuentra con el chaleco abrochado, la persona sobre la plancha y el botón accionado. b) En caso de que el chaleco esté desabrochado o la puerta abierta, sonará una señal de alarma. Considere que el hecho de que la persona no esté en la plataforma al darse las demás condiciones nunca puede suceder. (ESTAS SON CONDICIONES IRRELEVANTES, don¨t care). Diseñe el circuito lógico que realice las funciones descritas anteriormente.

2) Diseñar el circuito sólo con NANDS e INVERSORES: (74LS00, 74LS10, 74LS04) 3) Diseñar el circuito sólo con NOORS e INVERSORES: (74LS02, 74LS27, 74LS04) 4) Dibujar el diagrama de alambrado para cada uno de los circuitos pedidos. 5) Diseñar los circuitos en VHDL

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

1) Implementar los dos circuitos lógicos diseñados y verificar su funcionamiento en distintas condiciones (la persona está sobre la plancha, botón accionado, etc). Para este propósito, obténgase la tabla de verdad experimental. 2) Simular los circuitos en VHDL

3) Conclusiones, Observaciones y Comentarios.

ELECTRÓNICA DIGITAL “CARACTERIZACIÓN Y USO DE BLOQUES COMBINACIONALES”

OBJETIVOS:

1) Describir el funcionamiento y operar un circuito combinacional. 2) Usar un multiplexor para implementar una función booleana. 3) Diseñar utilizando circuitos MSI.

DESARROLLO TEÓRICO: 1) Obtener las ecuaciones booleanas de cada salida del circuito integrado 74 LS42.

2) En una planta de tratamiento de agua potable se controla la calidad de la misma. Se cuenta con sensores que miden el PH, el cloro, el yodo y las sales del agua.

Los mecanismos de detección nos mandan un uno lógico si el PH