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Informe sobre compuertas logicas y aplicacion en una protoboard
Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones
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Elaborado por: GRUPO TEAM VOLT
Año
INTRODUCCIÓN El segundo laboratorio práctico de la materia de Informática y Ensamblaje (HITO-3) expande del contenido del primero, puesto que no solo consiste en ensamblar un circuito digital como en el anterior laboratorio, sino de también derivar las fórmulas correctas para armar el circuito que debemos usar. Nuevamente, armaremos un circuito en un protoboard utilizando las entradas lógicas de bits, compuertas lógicas y diodos LED como salida (pág. 15). Sin embargo, primero se resolverá la función que fue otorgada el día del laboratorio y se graficara en el Software “Proteus” para posteriormente ser probado y ensamblado en el protoboard. Se usó el Software “Proteus” para analizar el comportamiento de cada circuito y ver la posibilidad de “probar” varios circuitos hasta llegar al circuito ensamblado. El conocimiento de las tablas de verdad de las compuertas lógicas es una parte crucial e incluimos su referencia (pag. 5). Finalmente, se mostrará cómo se ensambló el circuito combinatorio en el protoboard y verificar si la ecuación que resolvimos estaba o no correcta.
MARCO TEÓRICO
Para aprender el funcionamiento de las compuertas AND, OR Y NOT es necesario conocer sus valores que lanzan cuando les enviamos las señales lógicas. Conozcamos algunas.
Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos diseñados para obtener resultados booleanos (0 y 1), los cuales se obtienen de operaciones lógicas binarias (suma y multiplicación). Dichas compuertas son AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR. Además, se pueden conectar entre sí para obtener nuevas funciones.
Estos dispositivos son comúnmente conocidos como compuertas, ya que controlan el flujo de señales de las entradas a una sola salida. Es recomendable conocer las operaciones básicas del álgebra booleana. Para este laboratorio 2 utilizaremos únicamente las compuertas AND, OR y NOT, veamos su funcionamiento de cada una. COMPUERTA LÓGICA “NOT” En lógica digital, un inversor, puerta NOT o compuerta NOT es una puerta lógica que implementa la negación lógica.
La compuerta OR es denominada como la compuerta de “cualquiera o todo”. Su expresión en el Álgebra de Boole es representada por una suma. Esta compuerta se encuentra en estado activo siempre y cuando una de sus entradas tenga un estado binario activo “1”. Para lograr un estado inactivo “0” a la salida, es necesario que todas sus entradas se encuentren en estado inactivo “0” Tabla de verdad de la compuerta “OR” Una vez conociendo el funcionamiento de cada una de estas compuertas que utilizaremos para el laboratorio 2, haremos uso del PROTEUS 8 para comprobar el funcionamiento de estas compuertas, para ello usamos en el programa lo siguiente:
Compuerta NOT Compuerta AND Compuerta OR
producto de suma s: (POS) (0) producto de sumas (de las salidas(0)) = se niegan los (1) (fM) Minterminos: Toma solo los valores con 1 de la salida de la tabla de verdad. Suma de productos: (SOP) (1) suma de productos (de las salidas(1)) = se niegan los (0) (fm)
El mapa de Karnaugh, se puede resolver y elaborar diagramas. Sirve para conseguir de forma rápida un resultado o una ecuación. Está diseñada para que una expresión numérica no sea igual, pero la suma de sus productos puede dar el mismo resultado. El tipo de expresión que se utiliza en los mapas de Karnaugh para las funciones es el tipo canónico. Si se trabaja con electrónica, servirán para hacer los cálculos necesarios al momento de construir un circuito digital. Nota: Los mapas de Karnaugh pueden resolver como máximo únicamente ecuaciones de 4 variables.
Para calcular la resistencia usaremos la ley de Ohm, sin embargo, como existen distintos tipos de LED’s es importante que conozcamos las características de cada uno, como su amperaje, tipo, longitud. Nosotros utilizaremos LED's de 5 cm brillantes, estos tienen la característica de tener una intensidad de 10 mA, y 3,3 V sugerido. Empleemos la ley de Ohm para saber que resistencia emplear. LEY DE OHM La ley de Ohm (E = IR) es tan fundamental como lo es la ecuación de la relatividad de Einstein (E = mc²) para los físicos. Cuando se enuncia en forma explícita, significa que tensión = corriente x resistencia, o voltios = amperios y ohmios. V = A x Ω Entonces una vez conociendo la ley de ohm, ya podemos calcular la resistencia, solo despejamos la variable de la resistencia. Ω = 𝑉 𝐴 Ahora reemplazamos los datos que el Led nos proporciona; 3,3 V y 10 mA (este debe estar en amperios) Ω = 3.3𝑣 0,01 𝐴 =^ 330 𝑂ℎ𝑚𝑠 Ya lo tenemos, ahora únicamente es buscar una resistencia de 330 y nuestro Led estará seguro y a salvo. Usemos la siguiente tabla para encontrar la resistencia.
Resolución del problema
Antes de pasar a desarrollar el circuito digital en la protoboard, es importante revisar el DATA SHEET de cada integrado para determinar qué función cumple cada pin, para ellos antes de instalar nos aseguramos que todo esté instalado esté en su lugar. NOTA: Es importante revisar el voltaje, diagrama, temperatura, etc., para evitar quemar el integrado, y que los polos de energía estén en el lugar correspondiente Vcc = Positivo; GND = Tierra DATA SHEET 7408 “AND” DATA SHEET 7432 “OR” DATA SHEET 7404 “NOT”
F1 (A, B, C) = π (0,4,5,6)
