PUERTAS LGICASTecnologa Industrial II

Las puertas lgicas son circuitos integrados que emplean la lgica matemtica basada en los nmeros 0 y 1 ( 0 V y 5 V), para procesar la informacin.Para representar el funcionamiento de las puertas lgicas se utilizan las tablas de verdad.Estas tablas relacionan las distintas combinaciones posibles de las variables de entrada y los respectivos valores de la variable de salida.Tiene tantas columnas como el nmero de entradas mas la salida, y el nmero de filas 2n , siendo n el n de entradas.Para 2 entradas: 3 columnas 4 filas (combinaciones)

abS00011011

Puertas lgicasFuncin NOT :Es la funcin negacin, invierte la seal de entrada: cuando en la entrada tenemos un 0 lgico ( 0 V), en la salida tenemos un 1 lgico ( 5 V).Smbolo:Tabla verdad:Smil elctrico:Circuito integrado:7404Funcin:

Montaje puerta NOT

Material necesario: Entrenador 2 resistencias 150 1 resistencia 33 2 LED CI 7404

Puertas lgicasFuncin AND :Smbolo:Tabla verdad:Smil elctrico:Circuito integrado:7408 En esta puerta tenemos un 1 lgico (5v) en la salida cuando todas las entradas tienen un 1 lgico.Funcin:

Montaje puerta AND

Material necesario: Entrenador 3 resistencias 150 1 resistencia 33 3 LED CI 7408

Puertas lgicasSmbolo:Tabla verdad:Smil elctrico:Circuito integrado:7432Funcin OR :En esta puerta tenemos un 1 lgico (5v) en la salida cuando tenemos al menos un 1 lgico en una de las entradas.Funcin:

Montaje puerta OR

Material necesario: Entrenador 3 resistencias 150 1 resistencia 33 3 LED CI 7432

Puertas lgicasSmbolo:Tabla verdad:Smil elctrico:Circuito integrado:7400Funcin NAND :Es la negacin de la puerta AND. En esta puerta tenemos un 1 en la salida cuando tenemos un 0 lgico en cualquiera de las entradas.Funcin:

Montaje puerta NAND

Entrenador 3 resistencias 150 1 resistencia 33 3 LED CI 7400

Material necesario:

Puertas lgicasSmbolo:Tabla verdad:Smil elctrico:Circuito integrado:7402Funcin NOR :Es la negacin de la puerta OR. En esta puerta tenemos un 1 a la salida cuando tenemos un 0 en las todas las entradas.Funcin:

Montaje puerta NOR

Entrenador 3 resistencias 150 1 resistencia 33 3 LED CI 7402

Material necesario:

Puertas lgicasSmbolo:Tabla verdad:Funcin EXOR (OR Exclusiva): En esta puerta tenemos un 1 a la salida cuando alguna de las entradas toma el valor 1, pero no cuando todas lo hagan a la vez.Funcin:Circuito integrado:7486

Montaje puerta EXOR

Entrenador 3 resistencias 150 1 resistencia 33 3 LED CI 7486

Material necesario:

Circuitos de controlAccionado de una prensaUn operario debe colocar una chapa en la prensa y despus accionarla mediante dos pulsadores simultneamente (A y B). Se debe cumplir que no se ponga en marcha si la chapa no est colocada ( sensor de peso C) Tabla verdadFuncin:

Sera una puerta AND de tres entradas.Como no disponemos puertas de tres entradas (7411) es necesario utilizar de dos ( 7408).Circuito con dos entradas:

Esquema elctrico:

Formas cannicas de una funcin lgicaEs todo producto de sumas o sumas de productos en los cuales aparecen todas las variables en cada uno de los trminos que constituyen la expresin.Primera forma cannica:Como suma lgica de productosA cada trmino de est expresin se le denomina MinitrminoSegunda forma cannica:Como producto de sumas lgicasA cada trmino de est expresin se le denomina MaxitrminoForma de obtener la funcin lgica de una tabla de la verdad: La primera forma cannica se obtiene sumando todos los productos lgicos que den a la funcin el valor 1.

La segunda forma cannica se obtiene multiplicando todas las sumas lgicas que den a la funcin el valor 0.

Forma de obtener la funcin lgica de una tabla de la verdad:Ejemplo:Nos fijamos en los valores de la tabla que en la salida tienen un 1 lgico.Las variables que aparecen con 0 lgico en la tabla, en la funcin estarn negadas.

ABCS00010010010001101000101111011110

Simplificacin de funciones En el diseo de circuitos digitales es fundamental simplificar las funciones obtenidas de la tabla de la verdad. Cuanto ms simplificada, menor ser el nmero de componentes necesarios.Mtodo grfico de karnaugh.Se construye una tabla que se divide en 2n casillas, siendo n el n de variables.ab0101Dos variablesbca0100011110Tres variablescdab0001111000011011Cuatro variablesLas casillas son adyacentes ( solo cambia una variable)

Forma de operacin.Se parte de una funcin que representa el funcionamiento del circuito o bien por su tabla de la verdad.bca01000111101. Se asigna un 1 lgico en cada fila donde exista la funcin2. Se situan en el mapa de karnaugh.3. Se agrupan los unos en bloques de 2, 4, 8, 16 casillas.4. A cada grupo de unos le corresponde un trmino. De cada grupo se eliminan las variables que intervienen con su doble valor (0 y 1)1

11111S = c+a b+a b

ABCS00010011010101101001101011011111

Circuito de la funcin.S = c+a b+a b

GND6 V5 VGNDABC

Ejercicios de control1. Sistema de aviso de peligro en una atraccin de feria. El sistema hace sonar una sirena y enciende una luz de alarma cuando sube solo una persona en una silla colgante. La silla, de dos plazas, podr ir ocupada por dos personas o vaca, pero nunca una sola.ab0101

Tabla de la verdad

0110Persona subida: 1Sin Persona: 0Suena alarma: 1Funcin:Mapa de Karnaugh11No se puede simplificar

abS00011011

Circuito:ab

GND6 V5 VGND1KBABC

2.Una cinta transportadora se pone en marcha mediante un pulsador (a) o una palanca (b), siempre que la carga que se coloque sobre la cinta no supere un determinado peso (c). Cuando el peso sea inferior al mximo la cinta se puede activar y si se supera no funciona.

Tabla de la verdad

0110Funcin:Mapa de Karnaugh0010

bca0100011110111

abcS000001010011100101110111

Circuito:Por ley de absorcin

3. Disear un circuito que controle la puerta automtica de una farmacia. Ser una puerta corredera accionada por un motor, que se abrir siempre que haya una persona cerca de ella ( tanto por el interior como por el exterior) y se cerrar en caso contrario.Dispone de dos sensores infrarrojos (a) interior, (b) exterior y de dos conmutadores finales de carrera para indicar la posicin de la puerta.El circuito de control proporciona dos seales, una de giro a derechas y otra a izquierdas.

Circuito de salida

4. Disear un circuito que nos avise cuando dejamos encendidas las luces del coche. Queremos que suene un zumbador cuando se abra la puerta del conductor si estn las luces encendidas y el motor parado. Disponemos para ello de tres entradas ( pulsador en la puerta que da 1 cuando se abre, llave de contacto que da 1 con el coche en marcha e interruptor de las luces que da 1 cuando estn encendidas.5. Disear un circuito que nos avise cuando una silla de tres plazas de una atraccin pueda quedar desequilibrada. Si sube una sola persona, slo puede estar en el centro; si suben dos, debern estar en las plazas de los extremos; si suben tres o si no sube ninguna, no hay problema.6. Disear un circuito de control de un montacargas de dos plantas. El ascenso a la primera planta, se produce cuando se cierra el interruptor de la planta primera (B) o de la cabina (c), o ambos a la vez y el de la planta baja est abierto.La cabina baja cuando se cierra el interruptor de la planta baja (a) o cuando todos los interruptores estn abiertos.