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• Orlando Salvador

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UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DE PUEBLA

ELECTRICIDAD Y ELECTRONICA INDUSTRIAL

MATERIA :SISTEMAS DIGITALES

PRACTICA 1: COMPUERTAS LÓGICAS

ELABORO : ING. TEC. AGUAYO CANO JOSE ABRAHAM

Objetivo : Comprobar el funcionamiento de las compuertas lógicas en base a su tabla de verdad y expresar la función de cada compuerta lógica.

Introducción: Las funciones booleanas se expresan en operaciones AND, OR, y NOT, estas compuertas son las funciones básicas de los sistemas digitales ya que nos permiten construir compuertas para otras operaciones lógicas. De las funciones del álgebra booleana, 8 son el estándar en el diseño digital: complemento, transferencia, AND, OR, NAND, NOR, OR excluyente y equivalencia. Los símbolos gráficos y las tablas de verdad de las ocho compuertas se muestran en la figura de abajo. Figura1. Cada compuerta tiene una o dos variables de entrada (x,y) y una salida (F).

AND

OR

X Y

1

3

2

F

F = XY

U1A 74LS08J

X Y

F

F = X+Y

OR2

U1

NOT

F

X

F

X

U1 BUFFER

Y 0 1 0 1

F 0 0 0 1

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

F 0 1 1 1

F = X’

X F 0 1 1 0

F=X

X F 0 0 1 1

U1 NOT

Buffer

X 0 0 1 1

NAND

X Y

X Y

NOR

X Y

XOR

F

F = (XY)’

NAND2

U1

U1 NOR2

F

F = (X+Y)’

F = XY’ + X’Y = XÅY

F EOR2

U1

XNOR

q

X Y

ENOR2 U1

F = XY + X’Y’ = XãY

F

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

F 1 1 1 0

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

F 1 0 0 0

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

F 0 1 1 0

X 0 0 1 1

Y 0 1 0 1

F 1 0 0 1

Lógicas Positiva y Negativa

Existen dos valores binarios para la salida de una compuerta lógica, excepto durante la transición. El 1 corresponde al valor alto de la señal H, y el cero corresponde al valor bajo L. La elección del nivel alto define un sistema de lógica positiva, y la elección de un nivel bajo define un sistema de lógica negativa.

1

H

0

0

L

1

Lógica positiva

H L Lógica negativa

q

Familias Lógicas Digitales IC

Las compuertas lógicas no sólo se clasifican por su operación lógica si no también cada IC pertenece a una familia lógica, la cual tiene su circuito básico para construir funciones mas complejas. Los circuitos básicos son las compuertas NAND y NOR, la lista siguiente nos muestra las familias lógicas digitales: TTL ECL MOS CMOS I2C q

Lógica transistor-transistor Lógica emisor acoplado Semiconductor de oxido-metálico Semiconductor complementario de oxido metálico Lógica de inyección integrada

Características especiales de los IC

El abanico de salida de una compuerta especifica el numero de cargas que puede impulsar la salida de una compuerta sin menoscabar su operación normal. La disipación de potencia es la potencia suministrada requerida para operar la compuerta (mW) y representa la potencia real disipada en la compuerta. El retardo de propagación es el retardo de tiempo de transición promedio para que una señal se propague desde la entrada hasta la salida. El margen de ruido es el máximo voltaje de ruido añadido a la señal de entrada de un circuito digital que no causa un cambio indeseable en la salida del circuito.

Material: § § § § § § § §

Fuente de voltaje (5v de voltaje fijo) Multímetro digital Paquete de resistencias (180W) Paquete de LED’s Compuertas Lógicas (AND,OR,NOT,NAND,NOR,XOR,XNOR,BUFFER) Manual TTL o cualquiera de componentes digitales Cable o alambre Delgado Protoboard

Desarrollo de la Práctica : Compuertas Lógicas 1.- Montar en el protoboard el siguiente circuito con la compuerta lógica AND v Con el manual TTL identificar la configuración y anotarla v Verificar los parámetros del IC y anotar la familia a la que pertenece VCC

LED1

5V

LED3

R1

1

180ohm

VCC

3

2

U1A

LED2

5V

LED_blue Key = Space 74LS08J LED_red Key = Space J1 J2 LED_red

R3

180ohm

R2

180ohm

2.- Montar el mismo circuito para cada compuerta lógica (OR, NAND,NOR, OR exclusiva, NOR exclusiva) y comprobar su función lógica así como su tabla de verdad. 3.- Montar el circuito y comprobar la tabla de verdad para el inversor y el buffer. VCC

LED2

5V 1

LED1

R1

180ohm

2

U1A

LED_blue 74LS04N Key =J1 Space

R2

180ohm

Nota: Con la ayuda de los interruptores compruebe las tablas de verdad de cada uno de los componente.

Preguntas : 1.- Como podríamos saber si una compuerta lógica o un IC no esta funcionando correctamente? 2.- Explicar los parámetros mas importantes de un IC? 3.- Comentar y explicar todo lo referente a las especificaciones de un IC en el manual TTL? 4.-Que diferencias hay entre un circuito TTL y un CMOS? 5.-Como se podría elaborar la función de las siguientes compuertas utilizando únicamente la compuerta NAND : (inversor, and, or,nor, x-or).

Bibliografías : 1.-M. Morris Mano Diseño Digital Edit. Prentice Hall