Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL

Transcripción

1 Universidad de San Carlos de Guatemala Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL Niels Allan Gómez Aliñado Asesorado por el Ing. Julio César Solares Peñate Guatemala, enero de 2008

2 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL TRABAJO DE GRADUACIÓN PRESENTADO A LA JUNTA DIRECTIVA DE LA FACULTAD DE INGENIERÍA POR: NIELS ALLAN GÓMEZ ALIÑADO ASESORADO POR EL ING. JULIO CÉSAR SOLARES PEÑATE AL CONFERÍRSELE EL TÍTULO DE INGENIERO ELECTRÓNICO GUATEMALA, ENERO DE 2008

3 UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE INGENIERÍA NÓMINA DE LA JUNTA DIRECTIVA DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos VOCAL I Inga. Glenda Patricia Garcia Soria VOCAL II Inga. Alba Maritza Guerrero de López VOCAL III Ing. Miguel Ángel Dávila Calderón VOCAL IV Br. Kenneth Issur Estrada Ruíz SECRETARIA Inga. Marcia Ivónne Véliz Vargas TRIBUNAL QUE PRACTICÓ EL EXAMEN GENERAL PRIVADO DECANO Ing. Murphy Olympo Paiz Recinos EXAMINADOR Ing. Enríque Edmundo Ruiz Carballo EXAMINADOR Ing. Byron Idilio Arrivillaga Méndez EXAMINADOR Ing. Julio Rolando Barrios Archila SECRETARIA Inga. Marcia Ivónne Véliz Vargas

4 HONORABLE TRIBUNAL EXAMINADOR Cumpliendo con los preceptos que establece la ley de la Universidad de San Carlos de Guatemala, presento a su consideración mi trabajo de graduación titulado: PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE ELECTRÓNICA DIGITAL, tema que me fuera asignado por la Dirección de la Escuela de Ingeniería Mecánica Eléctrica, con fecha 13 de octubre de Niels Allan Gómez Aliñado

5

6

7

8

9 ACTO QUE DEDICO A: DIOS Gracias por iluminarme, acompañarme y darme la guía espiritual, para lograr llegar a este día de triunfo. MIS PADRES Marta Aliñado Yantuche y René Francisco Gómez Morales, por todo el amor y apoyo incondicional que me han dado durante toda la vida. Mi gratitud eterna. MIS HERMANOS Lindsay, Sidney y Halvin, por su tolerancia y ayuda, gracias totales. MIS ABUELOS Bernarda Yantuche López y Eduardo Francisco Gómez Ramírez, por todo su amor, apoyo y sobre todo su ejemplo. MI NOVIA Sara Aldana, por su cariño, comprensión y colaboración que me ha brindado. MIS AMIGOS Elmer Méndez, Luís Yoc, Jaime Batres y en especial a Edwin Marroquín, por su valiosa colaboración y ayuda.

10 ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE ILUSTRACIONES LISTA DE SÍMBOLOS GLOSARIO RESUMEN OBJETIVOS INTRODUCCIÓN XV XXIII XXV XXVII XXIX XXXI 1. PRÁCTICA NÚM.1, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE PUERTAS LÓGICAS Electrónica digital Sistemas analógicos Sistemas digitales Circuitos lógicos digitales Característica básicas La familia TTL Características Análisis circuital de la compuerta TTL NAND Operación en estado bajo Operación en estado alto La familia CMOS Características Análisis circuital de la compuerta CMOS NAND Operación en estado bajo Operación en estado alto Compuertas lógicas básica de dos entradas Compuerta AND Compuerta OR 8 I

11 Compuerta NOT Sistema de numeración Sistema decimal Sistema binario Sistema hexadecimal Conversión de sistemas de numeración De binario a decimal De hexadecimal a decimal De decimal a binario De decimal a hexadecimal De binario a hexadecimal De hexadecimal a binario Códigos binarios Código binario directo Código BCD Código Gray Códigos alfanuméricos Código ASCII Circuitos integrados digitales bipolares y unipolares C.I. Digitales bipolares C.I. Digitales unipolares Operación básica de los circuitos TTL Configuración tipo tótem Configuración tipo colector abierto Configuración tres estados Operación básica de los circuitos CMOS Esquemas de circuitos lógicos Precauciones sobre seguridad contra cargas estáticas Precauciones respecto a la polarización de los C.I. 23 II

12 1.16. Identificación de terminales del C.I. según código haciendo uso del manual de semiconductores Descripción Proceso de ejecución Armar circuito y verificar funcionamiento de compuerta NOT Descripción Proceso de ejecución Armar circuito y verificar funcionamiento de compuerta AND Descripción Proceso de ejecución Armar circuito y verificar funcionamiento de compuerta OR Descripción Proceso de ejecución Armar circuito y verificar funcionamiento de compuertas NAND Y NOR Descripción Proceso de ejecución Armar circuito y verificar funcionamiento de compuertas OR-EX y NOR-EX Descripción Proceso de ejecución 35 2 PRÁCTICA NÚM.2, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS COMBINACIONALES Operar entrenador digital modular 39 III

13 Descripción Proceso de ejecución Montar circuitos combinacionales de funciones booleanas Descripción Proceso de ejecución Montar circuitos combinacionales de funciones minimizadas Descripción Proceso de ejecución Montar circuito sumador medio y completo Descripción Proceso de ejecución PRÁCTICA NÚM.3, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS MULTIPLEXORES Y DEMULTIPLEXORES Montar circuito con C.I. multiplexor Descripción Proceso de ejecución Montar circuito con C.I. demultiplexor Descripción Proceso de ejecución PRÁCTICA NÚM.4, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CODIFICADORES Y DECODIFICADORES Montar circuito con C.I. codificador de prioridad Descripción Proceso de ejecución Montar circuito con C.I. codificador sin prioridad 57 IV

14 Descripción Proceso de ejecución Montar circuito con C.I. decodificador 3 a Descripción Proceso de ejecución Montar circuito con C.I. decodificador BCD decimal Descripción Proceso de ejecución Montar circuito con C.I. decodificador excitador BCD a 7 segmentos Descripción Proceso de operación Display de siete segmentos Display de siete segmentos ánodo común Display de siete segmentos cátodo común PRÁCTICA NÚM.5, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CON FLIP-FLOP ASÍNCRONOS Armar circuito flip flop con compuerta NAND Descripción Proceso de operación Armar circuito flip flop con compuerta NOR Descripción Proceso de operación Entradas asíncronas y síncronas Operación asíncrona Entrada asíncronas Operación síncrona 73 V

15 Entrada síncronas Señal de reloj PRÁCTICA NÚM.6, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CON FLIP-FLOP SINCRONOS Armar circuito flip flop SR con reloj Descripción Proceso de operación Armar circuito flip flop JK y T Descripción Proceso de operación Armar circuito flip flop D Descripción Proceso de operación Señales de salida del detector de flancos Transición de pendiente positiva (TPP) Transición de pendiente negativa (TPN) PRÁCTICA NÚM.7, MONTAJE Y VERIFICACIÓN DE CIRCUITOS CON REGISTROS DE DESPLAZAMIENTO Armar circuito de transferencia paralela Descripción Proceso de operación Armar circuito de desplazamiento a la izquierda Descripción Proceso de operación Armar circuito contador de anillo y Johnson Descripción 92 VI

16 Proceso de operación Armar circuito con registro de desplazamiento universal Descripción Proceso de operación PRÁCTICA NÚM.8, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CONTADORES ASÍNCRONOS Armar circuito contador asíncrono ascendente Descripción Proceso de operación Armar circuito contador asíncrono descendente Descripción Proceso de operación Armar circuito contador asíncrono módulo N Descripción Proceso de operación PRÁCTICA NÚM.9, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CONTADORES SINCRONOS Armar circuito contador síncrono binario Descripción Proceso de operación Armar circuito contador síncrono de módulo N Descripción Proceso de operación Armar circuito contador de década BCD Descripción 113 VII

17 Proceso de operación PRÁCTICA NÚM.10, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CON MEMORIA RAM Memorias Términos empleados en memorias Celda de memoria Palabra de memoria Byte Kilo Densidad Dirección Lectura Escritura Tiempo de acceso Tipos de memorias Memoria volátil Memoria no volátil Memoria de acceso aleatorio RAM Memoria de acceso secuencia SAM Memoria de lectura y escritura RWM Memoria solo de lectura ROM Memoria estática Memoria dinámica Memoria interna Memoria secundaria Memoria RAM Tipos de memoria RAM 124 VIII

18 RAM estática SRAM RAM dinámica DRAM Características Principio de funcionamiento Operación de lectura Operación de escritura Selección de C.I Terminales comunes de entrada/salida Estructura y funcionamiento de la RAM dinámica Identificar pines de C.I. de memoria RAM y armar circuito Descripción Proceso de ejecución Recomendaciones sobre el uso correcto de memorias PRÁCTICA NÚM.11, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CON MEMORIA ROM Memorias ROM Tipos de memorias ROM Memoria MROM Memoria PROM Memoria EPROM Memoria EEPROM Memorias instantáneas Características Principios de funcionamiento Diagrama de bloque de una memoria ROM Operación lectura Programación de una ROM de mascarilla 143 IX

19 11.6. Identificar pines de C.I. de memoria ROM y armar circuito Descripción Proceso de ejecución PRÁCTICA NÚM.12, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CONVERTIDORES DIGITAL-ANALÓGICO D/A Identificación de pines de C.I. de convertidor digital analógico y armar circuito Descripción Proceso de ejecución PRÁCTICA NÚM.13, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS CONVERTIDORES ANALÓGICO-DIGITAL A/D Identificar pines de C.I. de convertidor analógico-digital y armar circuito Descripción Proceso de ejecución Recomendaciones sobre rangos de aplicación de convertidores de analógico-digital PRÁCTICA NÚM.14, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITOS MICROPROCESADORES Identificar pines de C.I. de microprocesador y armar circuito Descripción Proceso de ejecución Identificar elementos y ensamblar una microcomputadora 162 X

20 Descripción Proceso de ejecución Instalación de software a la microcomputadora Descripción Proceso de ejecución PRÁCTICA NÚM.15, MONTAJE Y COMPROBACIÓN DE CIRCUITO MICROCONTROLADORES Controlador y microcontrolador Arquitectura Arquitectura cerrada Arquitectura abierta Arquitectura básica El procesador o CPU CISC RISC SISC Puertos de entrada/salida Reloj principal Recursos especiales Timers Watchdog Brownout Sleep Conversor A/D y D/A Comparador analógico PWM Puertas digitales I/O 178 XI

21 Puertos de comunicación Protección de código Lenguaje de programación Grabadores o programadores Simuladores Emuladores en circuitos Conjunto de instrucciones Introducción a la programación en lenguaje ensamblador Instrucciones Instrucciones binarias Programa Programa ensamblador Desventaja del ensamblador Identificación de pines del C.I. microcontrolador Descripción Proceso de ejecución Manejo del puerto A y B de PIC16F84A Descripción Proceso de ejecución IDENTIFICACIÓN DE FALLAS PRINCIPALES Fallas internas en circuitos integrados Mal funcionamiento de la circuiteria interna Entrada en cortocircuito Salida en cortocircuito Entrada o salida en circuito abierto Cortocircuito entre dos terminales Consideraciones sobre el fan in y fan out 197 XII

22 Fan in Fan out Fallas externas en circuito integrados Líneas de señal en circuito abierto Líneas de señal en cortocircuito Fallas en la fuente de alimentación 199 CONCLUSIONES 201 RECOMENDACIONES 203 BIBLIOGRAFÍA 205 XIII

23 XIV

24 ÍNDICE DE ILUSTRACIONES FIGURAS 1 Circuito TTL NAND configuración tipo tótem. 4 2 Circuito CMOS NAND. 6 3 (a) Símbolo de compuerta AND, (b) tabla de verdad. 8 4 (a) Símbolo de compuerta OR, (b) tabla de verdad. 8 5 (a) Símbolo de compuerta NOT, (b) tabla de verdad. 9 6 Configuración de compuerta tipo colector abierto Configuración de compuerta de tres estados Configuración interna de C.I. 74LS Configuración de terminales de C.I. 74LS Circuito de prueba con el C.I. 74LS Circuito de prueba con el C.I. 74LS Circuito de prueba con el C.I. 74LS Circuito de prueba con el C.I. 74LS Circuito de prueba equivalente con los C.I. 74LS08 y 74LS04, de compuerta NAND Circuito de prueba con el C.I. 74LS02, de compuerta NOR Circuito de prueba equivalente con C.I. 74LS32 y 74LS04, de compuerta NOR Circuito de prueba con C.I. 74LS86, de compuerta OR-EX Circuito de prueba equivalente con C.I. 74LS04, 74LS08 y 74LS32, de compuerta OR EX Circuito de prueba equivalente con C.I. 74LS04, 74LS08 de compuerta NOR-EX Circuito de prueba para verificación de función estable. 40 XV

25 21 Circuito de aplicación mintérmino Circuito de aplicación de función minimizada Circuito de aplicación de un sumador medio Circuito de aplicación de un sumador total Circuito de prueba de un multiplexor Circuito de prueba de un demultiplexor Circuito de conexión para salida a colector abierto Circuito de prueba de un codificador Circuito de conexión para entradas activas bajas Circuito de prueba de codificador sin prioridad Circuito de conexión para entradas activas altas Circuito codificador sin prioridad con compuerta OR Circuito de prueba decodificador 3 a Circuito de prueba decodificador BCD a decimal Circuito de prueba decodificador excitador BCD a 7 segmentos Identificación de cada terminal de un display de siete segmentos Conexión interna de un display ánodo común Conexión interna de un display cátodo común Circuito de prueba de registro básico con NAND Circuito de prueba de registro básico con NOR Representación de la señal de reloj o clock Circuito de prueba de un flip flor SR con reloj Circuito detector de flanco positivo Circuito detector de flanco negativo Circuito de prueba de un flip flop JK Circuito de prueba de un flip flop T Circuito de prueba de un flip flop D. 83 XVI

26 48 Circuito de prueba de un flip flop D con C.I. 74LS Diagrama de tiempo de transición de pendiente positiva Diagrama de tiempo de transición de pendiente negativa Circuito de prueba de registro para la transferencia paralela Circuito de prueba de registro de desplazamiento a la izquierda Circuito de prueba de contador de anillo Circuito de prueba de contador Johnson Circuito de prueba de registro de desplazamiento universal salida paralela Circuito de prueba de registro de desplazamiento universal salida desplazada a la izquierda Circuito de prueba de contador asíncrono ascendente Circuito de prueba de contador asíncrono descendente Circuito de prueba de contador asíncrono módulo N Circuito de prueba de contador síncrono binario ascendente Circuito de prueba de contador síncrono de módulo N ascendente Circuito de prueba de contador síncrono de módulo N descendente con uso de la entrada paralela Circuito de prueba de contador década BCD Estructura de una memoria RAM de 64 x Estructura de una memoria RAM dinámica de 16 x Circuito de celda de memoria RAM dinámica Diagrama de terminales de memoria RAM ECG Circuito de prueba de memoria RAM ECG Símbolo de una memoria ROM Estructura de una memoria MROM 4 x XVII

27 71 Diagrama de terminales de memoria EPROM ECG Circuito de prueba de memoria EPROM ECG Diagrama de terminales del convertidor DAC Circuito de prueba de convertidor DAC Diagrama de terminales del convertidor ADC Circuito de prueba de convertidor ADC Diagrama de terminales del microcontrolador R Circuito de prueba de microprocesador Diagrama de terminales del microcontrolador PIC16F84A Ventana de nuevo proyecto para PIC16F84A Ventana donde colocara el nombre del proyecto y dirección Ventana de dirección donde colocara el proyecto Ventana de selección de cabecera de PIC Ventana de selección de PIC a utilizar Ventana de selección de archivo a cargar Ventana de selección de archivo con extensión *.asm Circuito de prueba para el microcontrolador PIC16F84A. 194 XVIII

28 TABLAS I Característica de la familia TTL. 03 II Característica de la familia CMOS. 06 III Cuadro de equivalencias de números. 11 IV Cuadro de equivalencias de códigos. 16 V Símbolos del código ASCII. 17 VI Tabla de verdad de compuerta NOT. 27 VII Tabla de verdad de compuerta AND 29 VIII Tabla de verdad de compuerta OR. 30 IX Tabla de verdad de compuerta NAND. 32 X Tabla de verdad de compuerta NOR. 34 XI Tabla de verdad de compuerta OR-EX. 36 XII Tabla de verdad de compuerta NOR-EX. 38 XIII Tabla de verdad y aplicación de mintérminos. 42 XIV Tabla de verdad de sumador medio. 45 XV Tabla de verdad de sumador completo. 47 XVI Tabla de verdad de ingreso de un multiplexor 8X1. 50 XVII Tabla de estados en la salida de un multiplexor 8X1. 51 XVIII Tabla de estados en la salida de un demultiplexor 1X8. 53 XIX Tabla de estados en la salida de un codificador con prioridad. 57 XX Tabla de estados en la salida de codificador sin prioridad. 59 XXI Tabla de estados del decodificador 3 a XXII Tabla de estados del decodificador BCD a decimal. 64 XXIII Tabla de estados del decodificador BCD a 7 segmentos. 66 XXIV Tabla de estados de un registro básico con NAND. 70 XXV Tabla de estados de un registro básico con NOR. 72 XXVI Tabla de estados de un flip flop SR con reloj. 78 XXVII Tabla de estados de un flip flop JK. 81 XIX

29 XXVIII Tabla de estados de un flip flop T. 82 XXIX Tabla de estados de un flip flop D. 83 XXX Tabla de estados de un flip flop con flancos positivos. 84 XXXI Tabla de datos de ingreso del circuito de transferencia de datos paralela. 88 XXXII Tabla de estados de circuito de transferencia paralela. 89 XXXIII Tabla de estados de circuito de desplazamiento. 91 XXXIV Tabla de estados de circuito de desplazamiento a la izquierda. 91 XXXV Tabla de estados de circuito contador de anillo. 93 XXXVI Tabla de estados de circuito contador de Johnson. 94 XXXVII Tabla de datos de registro de desplazamiento universal transferencia en paralelo. 96 XXXVIII Tabla de datos de registro de desplazamiento universal salida desplazada a la izquierda. 97 XXXIX Tabla de datos de registro de desplazamiento universal salida desplazada a la derecha. 98 XL Tabla de datos de contador asíncrono ascendente. 100 XLI Tabla de datos de contador asíncrono descendente. 102 XLII Tabla de datos de contador asíncrono módulo N. 104 XLIII Tabla de datos de contador síncrono binario ascendente. 108 XLIV Tabla de datos de contador síncrono binario descendente. 109 XLV Tabla de datos de contador síncrono de módulo N ascendente. 111 XLVI Tabla de datos de entrada paralela de contador síncrono descendente de módulo N. 112 XLVII Tabla de datos de contador síncrono de módulo N descendente. 113 XLVIII Tabla de datos de contador década BCD. 115 XX

30 XLIX Tabla de datos almacenados en una memoria ROM. 143 L Tabla de datos almacenados en una memoria MROM 4X LI Tabla de registro de datos almacenados en una memoria MROM 4X LII Tabla de datos de convertidor DAC LIII Tabla de datos de convertidor DAC LIV Conjunto de instrucciones de PIC16F84A. 182 XXI

31 XXII

32 LISTA DE SÍMBOLOS Símbolo Significado ADC BCD BJT CI CK CMOS DAC ECG FET LED LSI MOSFET MSI NTE PIC SSI TPN TPP TTL ULSI V BE V CE VLSI Convertidor analógico/digital Código decimal a binario Transistor de unión bipolar Circuito integrado Reloj Complemento de metal óxido semiconductor Convertidor digital/analógico Manual universal de datos de dispositivos Transistor de efecto de campo Diodo emisor de luz Integración a gran escala Transistor de metal óxido semiconductor de efecto de campo Integración a media escala Manual universal de datos de dispositivos Controlador de inteface periférica Integración a pequeña escala Transición de pendiente negativa Transición de pendiente positiva Lógica de transistor transistor Integración a ultra gran escala Voltaje de base a emisor Voltaje de colector a emisor Integración a muy gran escala XXIII

33 XXIV

34 GLOSARIO Analógico Sistemas que manejan cantidades físicas que varían sobre un intervalo continúo de valores. Asíncronas Cuando las salidas de los circuitos lógicos cambian de estado en cualquier momento, en el momento que una o más de sus entradas cambian. Bit Acrónimo de Binary Digit (digito binario), que adquiere el valor de 1 ó 0 en el sistema numérico binario. Es la unidad de información más pequeña manipulada por el ordenador, y está representada por un elemento como un único pulso enviado a través de un circuito. Circuitos integrados Son pequeños trozos, o chips, de silicio, entre 2 y 4 mm 2, sobre los que se fabrican los transistores o bien otros elementos. Requieren mucho menos espacio y potencia. CMOS Es un dispositivo semiconductor formado por dos transistores de efecto de campo de óxido metálico, uno de tipo n y el otro del tipo p, integrados en un sólo chip de silicio. Digital Forma de representar la información con valores numéricos, es decir, discretos, representan la información con dígitos binarios. XXV

35 Lógica digital Es un proceso racional para adoptar sencillas decisiones de verdadero o falso basado en las reglas del algebra de boole. Microcontrolador Es de una computadora completa situada en un único chip, que contiene todos los elementos del microprocesador básico además de otras funciones especializadas. Microprocesador Circuito electrónico que actúa como unidad central de procesamiento de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. MOSFET El transistor empleado más comúnmente en la industria microelectrónica se denomina transistor de efecto de campo de metal-óxido-semiconductor. Semiconductores Sustancia cuya capacidad de conducir la electricidad es intermedia entre la de un conductor y la de un no conductor o aislante. Síncronas Tiene tiempos exactos en que sus salidas pueden cambiar de estado, estos tiempos están determinados por una señal de pulsos que dan el sincronismo. Sistema binario Tiene como únicas cifras 0 y 1, que son las dos posibles situaciones de un dispositivo eléctrico. XXVI

36 RESUMEN Un sistema digital es una combinación de dispositivos diseñados para manipular cantidades físicas o información que estén representadas en forma digital, es decir, que solo pueden tomar valores discretos. La mayoría de las veces estos dispositivos son electrónicos, pero también pueden ser mecánicos, magnéticos o neumáticos. En este caso se tratará de los dispositivos electrónicos. Algunos de los sistemas digitales más conocidos como: las computadoras, calculadoras digitales, equipos digitales de audio/video y el sistema telefónico que es el sistema digital más grande del mundo incluyen componentes electrónicos digitales. Numerosas aplicaciones electrónicas, así como muchas otras tecnologías, emplean técnicas digitales para realizar operaciones que alguna vez fueron hechas por medio de métodos analógicos. Los sistemas digitales generalmente son más fáciles de diseñar, esto se debe a que los circuitos empleados son circuitos de conmutación, donde no son importantes los valores exactos de corriente y voltaje, sino únicamente el rango en que estos se encuentran. Tienen una facilidad para almacenar la información, esto se logra por medio de circuitos especiales que pueden capturar información y retenerla el tiempo que sea necesario. Casi todos lo circuitos digitales que se utilizan en los sistemas digitales modernos son circuitos integrados. La amplia variedad de C.I. lógicos disponibles ha hecho posible construir sistemas digitales complejos que son más pequeños y más confiables que las contrapartes de componentes discretos. Se utilizan diferentes tecnologías de fabricación de circuitos integrados para producir C.I. digitales, siendo los más comunes TTL y CMOS, XXVII

37 cada uno difiere en el tipo de circuitos que se emplean para efectuar la operación lógica que se desee. Por lo anteriormente expuesto, se realizará el estudio práctico de las operaciones de compuertas básicas y se utilizará el álgebra booleana para describir y analizar circuitos construidos con combinaciones de compuertas lógicas. Estos circuitos se pueden clasificar como circuitos lógicos combinatorios ya que, en cualquier instante, el nivel lógico en la salida depende de la combinación de niveles lógicos presentes en las entradas. Un circuito combinatorio no posee la característica de memoria y así su salida depende sólo del valor regular de sus entradas. Por otra parte, los sistemas digitales obtienen datos de informaciones codificados en binario que continuamente se utilizan en alguna forma determinada. Algunas de las operaciones que se efectúan comprenden decodificación y codificación, multiplexación, demultiplexación, comparación, transferencia de información, como programación. Todas estas operaciones y otras se han facilitado por la disponibilidad de numerosos C.I. en la categoría M.S.I. hasta alcanzar los de categoría V.L.S.I. por lo que se estudiará para su comprensión. XXVIII

38 OBJETIVOS GENERAL Contribuir al aprendizaje de los estudiantes de ingeniería electrónica, a través de la experimentación y pruebas de circuitos electrónicos digitales y con ello complementar las prácticas de laboratorio actuales de los cursos relacionados con el tema. ESPECÍFICOS 1. Proporcionar una introducción a los conocimientos relacionados con el uso de equipo y dispositivos digitales. 2. Realizar un análisis de las diferentes configuraciones electrónicas. 3. Realización del montaje de diferentes configuraciones digitales. 4. Detectar las diferentes fallas producidas en los circuitos digitales. 5. Planteamiento de soluciones, a fallas principales identificadas. 6. Corrección de las fallas en los circuitos electrónicos digitales. XXIX

39 XXX

40 INTRODUCCIÓN En la actualidad se tiene un avance de forma exponencial de la tecnología y con ello la de tipo digital. Toda nación puede tener un crecimiento tecnológico si se implementan diseños de equipos con dispositivos digitales. Los circuitos digitales se emplean en diseños de sistemas, por ejemplo: computadoras digitales, calculadoras electrónicas, dispositivos digitales de control, equipo de comunicación digital y muchas otras aplicaciones que requieren hardware digital electrónico. Para lograr lo anterior se requiere de conocimientos previos relacionados con el área de los dispositivos digitales para realizar en el futuro la planificación, proyección, diseño, construcción, mantenimiento y operación de los equipos electrónicos digitales. El trabajo se desarrollará así: en la práctica núm.1, se tratará el montaje y comprobación de puertas lógicas, basado en la tecnología de tipo S.S.I, que consiste en el estudio de los principios básicos usados en el campo digital, así como la verificación del funcionamiento de las puertas básicas con la ayuda de manuales para su uso. La práctica núm.2, consistirá en el montaje y comprobación de circuitos combinacionales, proponiendo el uso del generador de función en su salida estable, como, la conexión para la verificación del funcionamiento de los circuitos integrados sumadores. La práctica núm.3, tratará del montaje y comprobación de circuitos multiplexores y demultiplexores, presentando los diagramas de conexión de los circuitos integrados en la escala M.S.I. 8X1 así como de 1X8. En la práctica núm.4, se mostrará el montaje y comprobación de circuitos codificadores y decodificadores, se estudiará los C.I. con y sin prioridad, los de BCD a sistema decimal como de BCD a 7 segmentos. XXXI