Montaje de Circuitos Electronicos

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Montaje de Circuitos Electronicos

  1. 1. UNIVERSIDAD MINUTO DE DIOS CIRCUITO SUMADOR BIT A BIT SOBRE PROTOBOARD Asignatura: Electrónica Digital Profesor: Ing. Diego Jaramillo Cuartas Estudiantes:Jose Yahir Hernandez Suarez - Cód. 000214266Dario Eduardo Murcia Aguirre - Cód. 000214889Edgar Siervo Romero - Cód. 000196963Luis Fernando Capera - Cód. 000209852Omar Camilo Castillo - Cód. 000063973
  2. 2. INTRODUCCIÓNLos circuitos digitales (lógicos) operan en modo binario donde cada voltaje de entrada y desalida es un 0 y un 1; las designaciones 0 y 1 representan intervalos predefinidos de voltaje.Esta característica de los circuitos lógicos nos permite utilizar el álgebra booleana comoherramienta de para el análisis y diseño de sistemas digitales. En este laboratorioestudiaremos las compuertas lógicas (7404-NOT / 7408-AND / 7432-OR / 7486-XOR /7400-NAND / 7402-NOR), que son los circuitos lógicos más fundamentales, y observaremoscómo puede describirse su operación mediante el uso del álgebra booleana. OBJETIVOS Realizar un circuito que represente un sumador de Bits sobre una protoboard. Describir la operación de las tablas de la verdad para las compuertas () y construirlas. Escribir la expresión booleana para las compuertas lógicas y las combinaciones decompuertas lógicas. Analizar los resultados experimentales en base a los planos sugeridos por el profesoraplicando las tablas correspondientes.
  3. 3. MARCO TEORICOQUE SON PUERTAS LOGICAS?Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico que es laexpresión física de un operador booleano en la lógica de conmutación. Cada puertalógica consiste en una red de dispositivos interruptores que cumple las condicionesbooleanas para el operador particular. Son esencialmente circuitos de conmutaciónintegrados en un chip.Booleano es un dato lógico que en computación aquel que puede representarvalores de lógica binaria, esto es, valores que representen falso o verdadero.Puerta SISímbolos:a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadoTabla de verdad puerta SI Entrada Salida 0 0 1 1
  4. 4. Puerta AND (Y)Símbolos AND (Y):a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadoTabla de verdad puerta AND (Y)Entrada Entrada Salida 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1La compuerta logica AND implementa el producto desde el punto de vista aritmético.Puerta OR (O)Símbolo OR (O): a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadoLa puerta lógica OR realiza operación de suma lógica.Tabla de verdad puerta OR (O)Entrada Entrada Salida 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1
  5. 5. Puerta OR-exclusiva (XOR)Símbolo O-exclusiva: a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadoTabla de verdad puerta XOREntrada Entrada Salida 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0Se puede definir esta puerta como aquella que da por resultado uno, cuando losvalores en las entradas son distintos. Desde el punto de vista de la aritmética, lapuerta XOR implementa el producto.Puerta NO (NOT)Símbolo NO (NOT): a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadaPuerta NO-O (NOR)Símbolo NO-O: a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizado
  6. 6. La puerta lógica NO-O, más conocida por su nombre en inglés NOR, realiza laoperación de suma lógica negada.Tabla de verdad puerta NOREntrada Entrada Salida 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0Podemos definir la puerta NO-O como aquella que proporciona a su salida un 1lógico sólo cuando todas sus entradas están a 0. La puerta lógica NOR constituye unconjunto completo de operadores.Puerta (XNOR)Símbolo (XNOR): a) Contactos, b) Normalizado, c) No normalizadoTabla de verdad puerta XNOREntrada A Entrada B Salida 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 1Se puede definir esta puerta como aquella que proporciona un 1 lógico, sólo si lasdos entradas son iguales, esto es, 0 y 0 ó 1 y 1 (2 encendidos o 2 apagados).QUE SON MAPAS DE KARNAUGH?Los Mapas de Karnaugh son una herramienta muy utilizada para la simplificación decircuitos lógicos.
  7. 7. Cuando se tiene una función lógica con su tabla de verdad y se desea implementaresa función de la manera más económica posible se utiliza este método.Ejemplo: Se tiene la siguiente tabla de verdad para tres variables.Se desarrolla la función lógica basada en ella. (primera forma canónica). Ver que enla fórmula se incluyen solamente las variables (A, B, C) cuando F cuando es igual a"1".Si A en la tabla de verdad es "0" se pone A, si B = "1" se pone B, Si C = "0" se poneC, etc.Ejemplo de tabla de verdad de 3 variables. Mapas de Karnaugt - ElectrónicaUnicromF = A B C + A B C + A BC + A B C + A B C + A B CUna vez obtenida la función lógica, se implementa el mapa de Karnaugh.Mapa de Karnaugh de 3 variables - Electrónica UnicromEste mapa tiene 8 casillas que corresponden a 2n, donde n = 3 (número de variables(A, B, C))La primera fila corresponde a A = 0La segunda fila corresponde a A = 1La primera columna corresponde a BC = 00 (B=0 y C=0)
  8. 8. La segunda columna corresponde a BC = 01 (B=0 y C=1)La tercera columna corresponde a BC = 11 (B=1 y C=1)La cuarta columna corresponde a BC = 10 (B=1 y C=0)En el mapa de Karnaugh se han puesto "1" en las casillas que corresponden a losvalores de F = "1" en la tabla de verdad.Tomar en cuenta la numeración de las filas de la tabla de verdad y la numeración delas casillas en el mapa de Karnaugh.Para proceder con la simplificación, se crean grupos de "1"s que tengan 1, 2, 4, 8,16, etc. (sólo potencias de 2).Los "1"s deben estar adyacentes (no en diagonal) y mientras más "1"s tenga elgrupo, mejor.La función mejor simplificada es aquella que tiene el menor número de grupos con elmayor número de "1"s en cada grupoGrupos de "1" formados en mapa de karnaugh de 3 variables - Electrónica UnicromSe ve del gráfico que hay dos grupos cada uno de cuatro "1"s, (se permite compartircasillas entre los grupos).La nueva expresión de la función boolena simplificada se deduce del mapa deKarnaugh.- Para el primer grupo (rojo): la simplificación da B (los "1"s de la tercera y cuartacolumna) corresponden a B sin negar)- Para el segundo grupo (azul): la simplificación da A (los "1"s están en la fila inferiorque corresponde a A sin negar)
  9. 9. Tabla de verdad para ejemplo de simplificación por mapa de Karnaugh - ElectrónicaUnicromEntonces el resultado es F = B + A ó F = A + BEjemplo:Una tabla de verdad como la de la derecha da la siguiente función booleana:F = ABC + AB C + A B C + A B CSe ve claramente que la función es un reflejo del contenido de la tabla de verdadcuando F = "1"Con esta ecuación se crea el mapa de Karnaugh y se escogen los grupos. Selograron hacer 3 grupos de dos "1"s cada uno.Grupos de "1" formados en ejemplo de mapa de karnaugh de 3 variables -Electrónica UnicromSe puede ver que no es posible hacer grupos de 3, porque 3 noes potencia de 2. Se observa que hay una casilla que es compartida por los tresgrupos.La función simplificada es:F = AB + A C + B CGrupo en azul: AB, grupo marrón:AC, grupo verde:BC
  10. 10. Que es Protoboard?Es una placa de pruebas que permite interconectar componentes electrónicos sinnecesidad de soldarlos, en esta se pueden construir prototipos de circuitoselectrónicos.Que es resistencia?La resistencia de un objeto es una medida de su oposición al paso de corriente.Que es Led?Es un diodo emisor de luz.Que es un Deep Switch?Es un dispositivo que bloquea o da paso de corriente en sistemas electronicos.MATERIALES  1 Protoboard  1 Deep Switch  Almabre UTP  Cargador de 5V  3 Leds  Resistencias 220Ω  4 Compuertas Lógicas (2-7486, 7404, 7408)PROCEDIMIENTOBasándonos en los planos electrónicos obtenidos a través de los resultados de losmapas de Harnaugh, se procedió a realizar el armado en nuestra Protoboardsiguiendo los siguientes pasos: 1. Instalación del Deep Switch en el Protoboard. 2. Instalacion de las 4 Compuertas Logicas en el Protoboard, en el siguiente orden (7484, 7404, 7408) 3. Instalacion de los Leds Carry (C), Salida 1 (S1), Salida 0 (S0). 4. Instalacion de las resistencias para el Deep Switch y para los Leds 5. Union de los componentes anteriormente nombrados por medio del cable UTP 6. Prueba del funcionamiento mediante el paso de corriente por medio de un cargador de 5V, pruebas de resultado para cada combinación de (C) (S0) (S1)
  11. 11. Tabla de resultados de sumador bit a bit A B C D C S1 S0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0Hallamos los máximos términos (1)Realizamos mapas de karnaughHALLAMOS EL CARRY F(C) CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 01. AB 1 K1 = AC 11 AB 1 1 1 10 AB 1 1
  12. 12. CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB K2 = 01. AB 1 ABD 11 AB 1 1 1 10 AB 1 1 CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB K3 = 01. AB 1 BCD 11 AB 1 1 1 10 AB 1 1F(c)= Carry = AC+ABD+BCDHALLAMOS LA SALIDA 1 F(S1) CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 1 1 01. AB 1 1 K1 = ABC 11 AB 1 1 10 AB 1 1
  13. 13. CD 00. 01. 11 10AB CD CD CD CD00. AB 1 101. AB 1 1 K2 = ACD11 AB 1 110 AB 1 1 CD 00. 01. 11 10AB CD CD CD CD00. AB 1 1 K3 = CAB01. AB 1 111 AB 1 110 AB 1 1 CD 00. 01. 11 10AB CD CD CD CD00. AB 1 101. AB 1 1 K4 = ADC11 AB 1 110 AB 1 1
  14. 14. CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 1 1 01. AB 1 1 K5 = BDAC 11 AB 1 1 10 AB 1 1 CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 1 1 01. AB 1 1 K6 = ABCD 11 AB 1 1 10 AB 1 1 F(s1) = A BC + A CD + C AB + C AD + AC BD + ABCDHALLAMOS LA SALIDA 0 F(S0) CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 1 1 01. AB 1 1 K1 = B D 11 AB 1 1 10 AB 1 1
  15. 15. CD 00. 01. 11 10 AB CD CD CD CD 00. AB 1 1 01. AB 1 1 11 AB 1 1 K2 = B D 10 AB 1 1F(s0) = B D + B DRESULTADOS DEL PROYECTO
  16. 16. PLANO DEL CIRCUITO Conclusiones Con base en nuestras tablas de Karnaugh hallamos los valores para diagramar nuestro circuito Con este proyecto hemos aprendido que los circuitos pueden ser abreviados en mayor medida sabiendo aplicar el teorema de Morgan. Utilizando un diagrama apropiado bien resumido y utilizando las compuertas lógicas adecuadas el montaje del circuito será mucho más sencillo y los resultados serán los esperados al 100%.

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