Practica #1 Las Compuertas Lógicas

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1 Practica #1 Las Compuertas Lógicas Integrantes del equipo: Objetivo: Que el alumno se familiarice con el funcionamiento de cada una de las compuertas lógicas. Material: 2 Leds (de cualquier color) 4 Resistencias 330Ω Circuitos integrados: 74LS00, 74LS02, 74LS04, 74LS08, 74LS32, 74LS86 y 74LS266 1 Protoboard Pinzas de punta Pinzas de corte 1 metro de Cable UTP par trenzado Cables para fuente (banana-caiman) Fuente de voltaje (ya esta en el taller) Desarrollo: Paso 1: El protoboard tiene líneas horizontales de huecos en la parte superior e inferior para conectarse a +5 Volts (líneas marcadas con rojo) y tierra o GND que corresponde a los 0Volts (líneas marcadas con azul). Para tener continuidad entre las filas conecta cables como se indica en la siguiente figura: Paso 2: Un circuito integrado (CI) es un circuito electrónico en miniatura construido sobre un soporte de silicio y que viene generalmente en un encapsulado negro con patillas de metal para su conexión con otros elementos. En uno de los extremos de la parte superior del circuito integrado aparece una ranura o círculo llamado muesca. Las terminales se enumeran en sentido contrario al del giro de las manecillas del reloj a partir de la muesca. La identificación de los CIs se hace con un número de código que está estampado en la parte superior de éstos. Observa cada uno de los CIs de esta práctica e identifica la muesca y su número de código. Muesca M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 2

2 Paso 3: Los circuitos integrados (CIs) se insertan en el protoboard de modo que cubran la división que está en la parte media. El acceso a cada terminal del circuito integrado se hace vía los grupos verticales de cuatro huecos. Siempre deben conectar primero las terminales Vcc (+5 V) al voltaje por medio de una resistencia de 330Ω y GND (0V) a tierra por medio de un cable. Coloca en el protoboard el CI 74LS04 y conéctalo como se muestra en la siguiente figura: Paso 4: Investiga la configuración de terminales de cada CI para localizar las entradas y la salida de cada compuerta. Por ejemplo en la imagen que se muestra a continuación del CI 74LS32 se puede observar que las entradas de la primer compuerta OR son las terminales 1 y 2, mientras que la salida es la terminal 3. Entradas Paso 5: En las entradas de las compuertas conecta resistencias de 330Ω, los extremos libres de las resistencias los conectaras a las filas horizontales inferiores del protoboard marcadas con rojo y azul, de esta manera las entradas de la compuerta tendrán un 1 binario cuando se conecten a 5V que corresponde a la línea roja y 0 binario cuando se conecten a 0V que corresponde a la línea azul. En la salida de la compuerta conecta una resistencia y un led para conocer el estado de la salida de la compuerta, si el led enciende significa que tenemos un 1 binario en la salida, si el led se apaga tendremos un 0 binario, el valor de la salida dependerá de los valores que tenga la compuerta en sus entradas. A continuación se muestran tres ejemplos de la conexión de las compuertas: La primer compuerta NOT del CI 74LS04 tiene una entrada en la terminal 1 y su salida es la terminal 2. Conexión de la compuerta NOT M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 3

3 La primer compuerta AND del CI 74LS08 tiene sus entradas en las terminales 1 y 2, y su salida se encuentra en la terminal 3. Conexión de la compuerta AND Los CI de las compuertas NAND, OR y XOR tienen la misma configuración de terminales que la compuerta AND, por lo que su conexión es igual. Conexión de la compuerta NAND Conexión de la compuerta OR Conexión de la compuerta XOR La conexión de la primer compuerta XNOR en el CI 74LS266 es similar a la conexión de la XOR para las terminales 1, 2 y 3, pero su configuración de terminales es diferente, por lo cual se recomienda revisar la configuración de terminales. La primer compuerta NOR del CI 74LS02 tiene sus entradas en las terminales 2 y 3, y tiene su salida en la terminal 1. M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 4

4 Conexión de la compuerta NOR Paso 6: Enciende la fuente de voltaje, selecciona 5 Volts y conecta el protoboard a la fuente de voltaje, para esto utiliza las puntas banana-caimán. Coloca el extremo de un cable pequeño en el caimán rojo e inserta el extremo libre del cable en cualquier hueco que se encuentre en la fila horizontal marcada con rojo en el protoboard, después conecta la punta banana roja a la terminal positiva de la fuente de voltaje. Coloca el extremo de un cable pequeño en el caimán negro e inserta el extremo libre del cable en el cualquier hueco que se encuentre en la fila horizontal marcada con azul en el protoboard, después conecta la punta banana negra a la terminal negativa de la fuente de voltaje. Paso 7: Prueba la salida de cada una de las compuertas cambiando las entradas de 0 (0 Volts) a 1 (5 Volts) y completa la siguiente tabla: Compuerta Símbolo Configuración de terminales Tabla de verdad NOT 74LS04 Entrada A 0 1 AND 74LS08 NAND 74LS00 OR 74LS32 M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 5

5 NOR 74LS02 XOR 74LS86 XNOR 74LS266 Conclusiones: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 6

6 Practica #2 Circuitos Lógicos Combinacionales Integrantes del equipo: Objetivo: Que el alumno se familiarice con el funcionamiento de cada uno de las compuertas lógicas. Material: 2 Leds (de cualquier color) 7 Resistencias 330Ω Circuitos integrados: 74LS04, 74LS08, 74LS32 1 Dip switch de 4 posiciones 1 Protoboard Pinzas de punta Pinzas de corte 1 metro de Cable UTP par trenzado Cables para fuente (banana-caiman) Fuente de voltaje (ya esta en el taller) Desarrollo: 1. En el siguiente circuito lógico escribe en cada una de las entradas y salidas de las compuertas el número de terminal al que corresponde según la configuración de terminales de cada CI. C Dip switch X Observa que los primeros tres interruptores del dip switch corresponden a las tres entradas A, B y C del circuito lógico y en la salida X del circuito tenemos conectado un Led. 2. Escribe la ecuación booleana del circuito lógico: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 7

7 3. Arma el circuito lógico en tu protoboard como se muestra a continuación: Prueba Circuitos Electrónicos Digitales Para Sistemas de Control 4. Al mover el primer interruptor del dip switch hacia arriba le estaremos dando un valor de 1 binario a la entrada A, pero si movemos el interruptor hacia abajo le daremos un valor de 0 binario, lo mismo ocurre con las entradas B y C. Completa la siguiente tabla variando los valores de las entradas A, B y C, si el Led enciende significa que en la salida X tenemos 1 binario, pero si el Led se apaga tenemos un 0 binario. C X Conclusiones: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 8

8 Practica # 3 Simulación de circuitos lógicos combinacionales (aplicación de teoremas y mapas K) Integrantes del equipo: Objetivo: Que el alumno se familiarice con el funcionamiento del simulador de circuitos crocodile clips. Equipo y Software: Computadora Programa portable Crocodile Clips Desarrollo: 1. Realiza la tabla de verdad para el siguiente problema: En un edificio se instaló un sistema de alarma la cual se activa en cualquiera de los siguientes casos: a) Incendio: si el sensor de Temperatura detecta una temperatura alta (1) y el sensor de Humo detecta la presencia de humo (1) b) Sismo: Si el sensor Acelerómetro detecta movimiento del edificio (1). Sensor de temperatura Sensor de humo Sensor acelerómetro Obtén la ecuación booleana de la tabla de verdad: Alarma 3. Simplifica la ecuación booleana utilizando los teoremas booleanos: 4. Simplifica la ecuación booleana utilizando los mapas K: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 9

9 5. Dibuja el circuito lógico que corresponde a la ecuación booleana simplificada. Prueba Circuitos Electrónicos Digitales Para Sistemas de Control 6. Simula el circuito de la ecuación simplificada en Crocodile Clips V3.5 a) Abre el simulador y selecciona Symbols b) Da clic sobre el icono Logic gates c) Para simular los sensores utiliza los botones y para simular la alarma utiliza una lámpara como se muestra a continuación: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 10

10 d) Agrega las compuertas que necesites para hacer tu circuito y conéctalas dando clic sobre cada terminal y arrastrando el mouse hasta otra terminal donde quieras hacer la conexión. 7. Compruebe la tabla de verdad del circuito que creaste en Crocodile y escribe los resultados Sensor de Sensor de Sensor Alarma temperatura humo acelerómetro Los valores de la alarma en la tabla del paso 1 en la tabla del paso 7 son iguales? Por que? Conclusiones: M.C. CNTHIA PATRICIA GUERRERO SAUCEDO 11