“UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA”

Facultad de Ingeniería Mecánica

INFORME Nº 01COMPUERTAS LÓGICAS

Profesor: Acosta Solorzano Williams Fer

Curso: Análisis y Diseño de Circuitos Digitales (MT 127)

Alumno: Sánchez Huayana, Nils (20101041I)

Especialidad: M6

Sección: B

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INTRODUCCIÓN

Este informe invita al lector a conocer de una manera concisa el manejo de las compuertas lógicas

como una poderosa herramienta, en el uso electrónico.

Brevemente conoceremos que pasos seguimos estrictamente en la práctica desde que se entró en

la sala del laboratorio, hasta el momento en el que se finalizó la práctica.

De una manera secuencial veremos paso a paso como manipulamos los artefactos, con ayuda de

ilustraciones. Así se podrá entender de una manera concisa, al tener una ilustración de cada cosa

que acontece para tratar de remediar la ausencia de masa al detallar por medio de la descripción

en la redacción de este trabajo.

Los circuitos digitales (lógicos) operan en modo binario donde cada voltaje de entrada y de salida

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 como herramienta

de para el análisis y diseño de sistemas digitales. En este laboratorio estudiaremos las compuertas

lógicas, que son los circuitos lógicos más fundamentales, y observaremos cómo puede describirse

su operación mediante el uso del álgebra booleana.

Por ultimo queda nuestra expectativa hacia el lector de que al mediante la lectura, reciba con

agrado lo que hemos plasmado en este informe de laboratorio; como la comprensión sea

oportuna en cada línea que cuidadosamente hemos redactado.

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Compuertas lógicas

1. OBJETIVOS

Analizar el funcionamiento de las diferentes compuertas lógicas.

Verificar las tablas de verdad de cada compuerta lógica.

Determinar la importancia y el uso que tienen las compuertas en la rama de la ingeniería.

Analizar los resultados experimentales. Formar una capacidad de análisis critica, para interpretar de una manera óptima los

resultados obtenidos, de una forma lógica como analítica

2. MARCO TEÓRICO

COMPUERTAS LÓGICA:

Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando diversas técnicas de codificación los grupos de bits pueden hacerse que representen no solamente números binarios sino también otros símbolos discretos cualesquiera, tales como dígitos decimales o letras de alfabeto. Utilizando arreglos binarios y diversas técnicas de codificación, los dígitos binarios o grupos de bits pueden utilizarse para desarrollar conjuntos completos de instrucciones para realizar diversos tipos de cálculos.La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.

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Como se muestra en la figura, cada valor binario tiene una desviación aceptable del valor nominal. La región intermedia entre las dos regiones permitidas se cruza solamente durante la transición de estado. Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de las tolerancias permitidas.La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan

Compuertas:

Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad.A continuación se detallan los nombres, símbolos, gráficos, funciones algebraicas, y tablas de verdad de las compuertas más usadas.

Compuerta AND:

Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida binaria designada por x. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. Estas condiciones también son especificadas en la tabla de verdad para la compuerta AND. La tabla muestra que la salida x es 1 solamente cuando ambas entradas A y B están en 1. El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*). Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.

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Compuerta OR:

La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma. Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

Compuerta NAND:

Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal). La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.Las compuertas NAND pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función AND.

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Compuerta NOR:

La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.

3. Equipos y Materiales:

Protoboard:

También llamado placa de pruebas, es un elemento auxiliar compuesto de un material aislante, el cual presenta perforaciones para permitir insertar algún componente electrónico sin la necesidad de soldadura.

Internamente presenta laminillas metálicas para la conexión eléctrica entre componentes. Estas laminillas forman bloques –uno central y dos en los costados- para permitir la conexión.

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Para interconectar bloques o líneas de placa se hace mediante alambres con el tamaño adecuado para insertarse en los orificios de cada bloque o línea.

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Resistencia

Es un elemento de dos terminales que impide el flujo de corriente, debido a una propiedad de los

materiales llamada resistividad, desarrollando de esta manera una diferencia de potencial entre

los terminales dada por la Ley de Ohm: ∆V=R∗I ( R: Resistencia, V: Tensión, I: Intensidad de

Corriente)

Diodo Led: (de las siglas en inglés Light-Emitting Diode, diodo emisor de luz en español) se

refiere a un componente opto electrónico pasivo, más concretamente un diodo que emite luz

Símbolo electrónico

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Fig.5 Resistencia de CarbónFig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig. 6 Representación circuital

de un resistor.Fig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de CarbónFig.5 Resistencia de Carbón

Circuito integrado: Un circuito integrado (CI), también conocido como chip o microchip,

es una pastilla pequeña de material semiconductor, de algunos milímetros cuadrados de área, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos generalmente mediante fotolitografía y que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. El encapsulado posee conductores metálicos apropiados para hacer conexión entre la pastilla y un circuito impreso.

o Integrado NAND 7400

o Integrado NOR 7402

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4. Procedimiento.

Montar los circuitos mostrados asignando números de pines a cada una de las entradas y de las salidas de las compuertas a utilizar.

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1

23

U1:A

7400

4

56

U1:B

7400

10

98

U1:C

7400

D1LED-RED

R1330

A

B

+5V

Fig. 1: Circuito A

2

31

U1:A

7402

5

64

U1:B

7402

8

910

U1:C

7402

D1LED-RED

R1330

+5V

A

B

Fig. 2: Circuito B

11

2

31

U1:A

7402

5

64

U1:B

7402

8

910

U1:C

7402

A

B R1330

D1LED-RED

Fig. 3: Circuito C

1

23

U1:A

7400

4

56

U1:B

7400

10

98

U1:C

7400

A

B R110k

D1LED-RED

Fig. 4: Circuito D

5. Cálculos y Resultado.

Circuito A.

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Circuito B

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A B f LED ON/OFF

0 0 0 ON0 1 1 OFF1 0 1 OFF1 1 1 OFF

Circuito C.

Circuito D.

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A B f LED ON/OFF

0 0 0 ON0 1 0 ON1 0 0 ON1 1 1 OFF

A B f LED ON/OFF

0 0 0 OFF0 1 1 ON1 0 1 ON1 1 1 ONA B f LED ON/OFF

0 0 0 OFF0 1 0 OFF1 0 0 OFF1 1 1 ON

6. Conclusiones y Recomendaciones.

Conclusiones.

Las tablas de verdad de cada uno de las compuertas se verificaron.

Las compuertas lógicas son de mucha utilidad para los circuitos digitales debido

a su amplia gama de utilidades

Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó

0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica

Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta

pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad

Una tensión significa un 1 binario y tierra representa un 0 binario.

Todos los sistemas digitales se construyen utilizando básicamente 3

compuertas lógicas básicas, están son las AND, OR y la NOT.

Recomendaciones.

No energizar hasta estar seguros que el circuito se encuentra bien armado.

Identificar los pines de cada una de las compuertas lógicas para así conectar

correctamente y evitar su mal uso.

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Regular adecuadamente la fuente de voltaje para evitar quemar las

compuertas pos sobrecarga.

7. Bibliografía.

M. Morris Mano . Diseño digital. En: “Compuertas lógicas”. Pág. 50-100.

Enrique Mandado Pérez . Sistemas Electrónicos Digital. En: “Algebra de boole”.

Pág. 23-54.

Acosta, Williams. Manual de laboratorio MT 127. En: “Laboratorio de análisis y

diseño de circuitos digitales”. Pág. 1-5.

Michael M. Cirovic . Circuito Digital. En: “Circuito fundamental”. Pág. 201-250.

Sadiku. Alexander. Circuitos Lineales. En: “Circuitos Eléctricos”. Pág. 412-521.

http://www.profesormolina.com.ar/electronica/componentes/int/comp_log.htm

http://usuarios.lycos.es/bnunez/Archivos%20propios/Digitales/

Compuertas_logicas.pdf

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