Compuertas lógicas básica

7/23/2019 Compuertas lógicas básica

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Ingeniera en Ciencias de la Computación

Practica 1: “Compuertas lógicas Básicas”

INTRODUCCION

Dentro de la electrónica digital, existe un gran número de problemas a resolver que se repiten

normalmente. Por ejemplo, es muy común que al diseñar un circuito electrónico necesitemos tener

el valor opuesto al de un punto determinado, o que cuando un cierto número de pulsadores estén

activados, una salida permanezca apagada. odas estas situaciones pueden ser expresadas mediante

ceros y unos, y tratadas mediante circuitos digitales. !os elementos b"sicos de cualquier circuito digital

son las compuertas lógicas. #n este trabajo se presenta la comprobación de las compuertas $%D, &' y

%&, es decir, la pr"ctica est" en(ocada a la comprobación de las tablas de verdad de cada una de las

compuertas lógicas mediante la construcción de su respectivo circuito que nos permitir" comprobar con

exactitud la validez de cada compuerta, )Por qué se realiza* Por que como estudiantes tenemos la

necesidad de adquirir conocimientos y las compuertas son la base (undamental de la elaboración de

circuitos en la materia de diseño digital.

MARCO TEORICO

!as compuertas son bloques del +ardare que producen señales en binario - ó cuando se satis(acen

los requisitos de entrada lógica. !as diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en

sistemas de computadoras digitales. /ada compuerta tiene un s0mbolo gr"(ico di(erente y su operación

puede describirse por medio de una (unción algebraica. !as relaciones entrada 1 salida de las variables

binarias para cada compuerta pueden representarse en (orma tabular en una tabla de verdad. Puesto que

las (unciones booleanas se expresan en términos de operaciones $%D, &' y %& es m"s ("cil

http://www.monografias.com/trabajos5/electro/electro.shtml


http://www.monografias.com/trabajos15/calidad-serv/calidad-serv.shtml#PLANT


http://www.monografias.com/trabajos14/nuevmicro/nuevmicro.shtml


http://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuito



http://www.monografias.com/trabajos10/infoba/infoba.shtml#circuito




implementar una (unción booleana con estos tipos de compuertas. !a posibilidad de construir compuertas

para las otras operaciones lógicas tiene interés pr"ctico. !os (actores a considerar al investigar la

construcción de otros tipos de compuertas lógicas son2

-. !a (actibilidad y econom0a de producir la compuerta con componentes (0sicos

3. !a posibilidad de extender la compuerta a m"s de dos entradas

4. !as propiedades b"sicas del operador binario, como conmutatividad y asociatividad

5. !a capacidad de la compuerta para implementar (unciones booleanas solas o junto con otras

compuertas.

$ continuación se detallan los nombres, s0mbolos, (unciones algebraicas y tablas de verdad de las

compuertas m"s usadas2

COMPUERTA AND!a compuerta $%D 678 produce la (unción lógica $%D2 esto es, la salida es - si la entrada $ y la entrada 9

son ambas igual a -: de otra manera, la salida es . #stas condiciones también se especi(ican en la tabla

de verdad para la compuerta $%D. !a tabla que muestra la salida ; es - solo cuando la entrada $ y la

entrada 9 son ambas -. #l s0mbolo de operación algebraica para la (unción $%D 678 es el mismo que el

s0mbolo de multiplicación de la aritmética ordinaria. Podemos usar un punto entre las variables o bien

concatenar las variables sin ningún s0mbolo de operación entre ellas. !as /ompuertas $%D 678 pueden

tener m"s de dos entradas, y por de(inición, la salida es - si y solo si todas las entradas con -.

!a tabla de verdad nos lleva a la conclusión de que si todas las entradas de una compuerta $%D son

$!$<, la salida también ser" $!$, cualquier otra combinación nos dar" una salida 9$=$. Por lo que

podr0amos resumir la operación $%D como2

• <i $ y 9 son -, ; ser" -

• ;>$?9 se traducir" como ; es igual a $ por 9

!a operación $%D es b"sicamente una multiplicación, pero como sólo podemos tener o -, la suma de -

? - siempre ser" igual a -. <i nuestra compuerta tuviera m"s entradas, la operación ser0a la misma, por

ejemplo2

• ;>$?9?/?D se traducir" como2 ; es igual $ por 9 por / por D

1

<0mboloabla de verdad



• ;>-?-?-?->-

COMPUERTA OR

!a compuerta &' 6&8 produce la (unción &' 6&8 inclusivo: esto es, la salida es - si la entrada $ o la

entrada 9 o ambas entradas son -: de otra manera, la salida es . #l s0mbolo algebraico de la (unción &'es @, similar al de la suma aritmética. !as compuertas &' 6&8 pueden tener m"s de dos entradas, y por

de(inición, la salida es - si cualquier entrada es -.

!a tabla de verdad nos lleva a la conclusión de que si cualquiera de las entradas de una compuerta &'

es $!$, la salida también ser" $!$: cualquier otra combinación nos dar" una salida 9$=$. Por lo que

podr0amos resumir la operación &' como2

• <i $ o 9 son -, ; ser" -

• ;>$@9 se traducir" como ; es igual a $ m"s 9

!a operación &' es b"sicamente una suma, pero como sólo podemos tener o -, la suma de - @ - ser"

siempre igual a -. <i nuestra compuerta tuviera m"s entradas.

COMPUERTA NOT

<e trata de un ampli(icador inversor, es decir, invierte el dato de entrada y lo saca sobre una salida de

baja impedancia, que admite la carga de varias compuertas en paralelo, o de un display de baja

impedancia: por ejemplo si se pone su entrada a - 6nivel alto8 se obtiene una salida 6o nivel bajo8, y

viceversa. #sta compuerta dispone de una sola entrada que llamaremos $. <u operación lógica genera

una salida ; igual a la entrada $ invertida.

2





!a tabla de verdad nos indica que la salida ; siempre es el estado contrario al de la entrada $. !a

ecuación matem"tica binaria indica que la salida < es siempre igual a la entrada negada lo que se

representa con la rayita sobre la $.

Pa ra conc lu ir podemos deci r que !as compuertas lógicas son los dispositivos electrónicos m"s

sencillos que existen, pero al mismo tiempo son los m"s utilizados en la actualidad.

INFORME DE LABORATORIO N° 1

(COMPUERTAS LOGICAS BASICAS)

&9=#AB&2 !o primordial a lograr en esta pr"ctica es b"sicamente (ormas los circuitos de las compuertas

$%D, &' y %&, en base a ello debemos comprobar las tablas de verdad de las 4 compuertas lógicas

b"sicas. /omo estudiantes debemos desarrollar2

- Cabilidad para aprender a identi(icar el problema

- 'ecoger y aplicar los conceptos expuestos en el marco teórico de las base de diseño digital.

3



- $nalizar la estructura del circuito para poder cumplir el objetivo primordial

#EAP&< 7 F$#'A$!#<

o %A1#!BA<

o Protoboard

o /ables de red

o /ircuito integrado G5!< H

o /ircuito integrado G5!< 43

o /ircuito integrado G5!< 5

o <o(tare %ational Anstruments

o /omputadora

o 'esistencia de -3 I

o !#D

DESARROLLO

$ntes de iniciar a armar los circuitos, primero que nada investigamos acerca de la estructura interna de

los circuitos integrados G5!< H, 5 y 43, es decir, conocimos su Data <+eet para poder saber cu"les son

las entradas y salidas a conectar en la protoboard.

7a analizado y entendido cada estructura del circuito integrado de cada compuerta b"sica, procedimos a

colocar el circuito integrador en la protoboard de la %A1 #!BA<. Primero iniciamos con la compuerta $%D,

buscamos la muesca del circuito integrador para poder guiarnos de ella y saber el orden de las patas,

4



colocamos de la siguiente manera el circuito2

#n la pata G +icimos una conexión con el cable de red a tierra y en la -5 realizamos la conexión aplicando

un voltaje de JB como se muestra en el diagrama, las patas - y 3 que nos indican las entradas $ y 9 las

conectamos +acia la parte de Dig&ut digitales con(igurables que tiene las #!BA<. !a pata - la

conectamos a la entrada 5 y la 3 a la entrada J, por último la pata 4 que representa nuestra salida K la

conectamos +acia los ledLs con(igurables de M#N<O.

Para realizar la comprobación de la tabla de verdad mediante un cable de datos se conectó la %A1#!BA< a

la computadora, para +acer uso del <o(tare %ational Anstruments, en espec0(ico del escritor digital en el

%A #!BA<mx Anstrument !aunc+er. &cupamos el DA& 5 y DA& J conectados a las entradas - y 3.

Procedimos a realizar la comprobación.

/ontinuamos con el &', esta compuerta tiene la misma estructura que la compuerta $%D, entonces

5

Diagrama de



realizamos el mismo proceso colocando de la siguiente manera el circuito2

!a imagen que se muestra es una representación de como quedo, aunque las conexiones no se ven con

exactitud, se entiende el esquema de la compuerta $%D, al igual que el anterior para realizar la

comprobación utilizamos el programa escritor digital en el %A #!BA<mx Anstrument !aunc+er.

Para (inalizar realizamos la compuerta %&, est" a di(erencia de las anteriores cambia su estructura ya

que solo cuenta con una entrada y una salida, al igual que en los anteriores nos (ijamos de la muesca del

circuito integrado G55 para identi(icar el orden de las patas, realizando las conexiones de la siguiente

manera2

6

Diagrama de



!a pata G la conectamos a tierra y la -5 a JB como los anteriores, a+0 aún no +ay ningún cambio, luego

de eso +icimos una conexión de la pata - que representa la entrada $ al Dig&ut de la protoboard para

poder manipular el programa, la pata 3 que representa la salida $L +acia el led 3. $l igual que los

anteriores realizamos la comprobación de su tabla de verdad en el escritor digital en el %A #!BA<mx

Anstrument !aunc+er.

RESULTADOS

Para poder comprobar cada una de las tablas de verdad de cada compuerta, como lo mencionamos

anteriormente utilizamos el programa escritor digital en el %A #!BA<mx Anstrument !aunc+er. !os

7

Diagrama de



resultados obtenidos (ueron los siguientes2

%ota2 para saber si obten0amos un lógico o - lógico nos basamos en el !#D de la %A1#!BA<, de la

siguiente manera2

• !#D enciende >- lógico

•

!#D no enciende > lógico

COMPUERTA AND

-. ? >

Descripción2 la imagen - nos muestra que las entradas 5 y J las dos est"n en , por lo tanto el !#D no

encendió 6imagen -.-8 y se obtiene un lógico, por lo tanto se comprueba el primer punto.

3. ? - >

Descripción2 la imagen 3 muestra que en la entrada J se le puso el valor de y en la entrada 5 el valor de-, el !#D no encendió 6Amagen 3.-8, por lo tanto se obtuvo un lógico, queda comprobado el punto 3.

4. - ? >

8

Imagen 1.1Imagen 1

=

Imagen 2.1

=

Imagen 2



Descripción2 la imagen 4 muestra que en la entrada J se le da el valor de - y en la entrada 5 el valor de ,

el !#D no encendió 6Amagen 4.-8, por lo tanto se obtuvo un lógico, queda comprobado el punto 4.

5. - ? - > -


el !#D no encendió 6Amagen 5.-8, por lo tanto se obtuvo un lógico, queda comprobado el punto 4.

COMPUERTA OR

-. ? >


9

Imagen 3 Imagen 3.1

=

Imagen 4.1Imagen 4

=



el !#D no encendió 6Amagen 5.-8, por lo tanto se obtuvo un lógico, queda comprobado el punto -.

3. ? - > -

Descripción2 la imagen 3 muestra que en la entrada J se le dio el valor de y en la entrada 5 el valor de

-, el !#D encendió 6Amagen 3.-8, por lo tanto se obtuvo un - lógico, queda comprobado el punto 3.

4. - ? > -


el !#D encendió por lo tanto se obtuvo un - lógico 6Amagen 4.-8, queda comprobado el punto 4.

5. - ? - > -

Descripción2 la imagen 5 muestra que en la entrada J se le da el valor de - y en la entrada 5 el valor de -,

10

Imagen 1.1Imagen 1

=

Imagen 2.1Imagen 2

=

Imagen 3.1Imagen 3

=



el !#D encendió por lo tanto se obtuvo un - lógico 6Amagen 5.-8, queda comprobado el punto 5.

COMPUERTA NOT

-. $> y $L> -

Descripción2 la imagen - muestra que en la entrada 5 se le da el valor de , en el caso de la compuerta

%& solo trabaja con - entrada por lo tanto se utilizamos la 5, entonces la salida va a ser invertida a la

entrada por lo tanto el !#D 3 se enciende y se obtiene un - lógico, por lo tanto se comprueba el punto -

de la compuerta lógica %&.

3. $>- y $L>

Descripción2 la imagen 3 muestra que en la entrada 5 se le da el valor de -, por lo tanto se invierte el

valor, entonces la salida va a ser invertida a la entrada por lo tanto el !#D 3 no enciende y se obtiene un

lógico, por lo tanto se comprueba el punto 3 de la compuerta lógica %&.

CONCLUSION

11

Imagen 4 Imagen 4.1

=

Imagen 4.1Imagen 1

=

Imagen 2.1Imagen 2

=



#n particular el objetivo de la pr"ctica se cumplió comprobamos las tablas de verdad de cada una de las

compuertas, entendimos la estructura de cada circuito integrado y aplicamos como tal el marco teórico

enseñado, pero tuvimos muc+as di(icultades ya que no sab0amos cómo utilizar la parte llamada DA& de la

#!BA<, ni tampoco el programa Digital riter, pero como equipo supimos investigar el (uncionamiento de

cada uno, los resultados obtenidos b"sicamente se obtuvieron a base de la sincronización que se da

entre las conexiones que se realizaron en la %A1#!BA< como el <o(tare %ational Anstruments, ya que se

complementan para dar resultados m"s precisos. /onsideramos que antes de comenzar a utilizar un

material nuevo, recomendamos +acer una pro(unda investigación acerca de ello, pero no solo del material

también del tema que se est" tratando ya que muc+as veces, si no realizamos una investigación previa o

aplicamos como se debe la teor0a nos vamos a encontrar con muc+as di(icultades, como por ejemplo, al

no conocer el D$$ <C## y polaridad de cada circuito podemos realizar las conexiones mal ya que

lleva un orden de las patas que tiene y podemos ocasionar un corto circuito. #ntonces ante todo +ay que

conocer y saber con qué es lo que estamos trabajando.

REFERENCIAS

12



-. #lectrónica completa. 63-8./ompuertas lógicas. /onsulta realizada el 3- de agosto de 3-5, en

+ttp2NNelectronicacompleta.comNleccionesNcompuertas1logicasN

3. Qoros de #lectrónica 6/omunidad Anternacional de #lectrónicos8. 63J8. #l Fundo Digital AA2

/ompuertas Digitales. /onsulta realizada el 3- de agosto de 3-5, en

+ttp2NN.(orosdeelectronica.comNtutorialesNcompuertas1digitales.+tm

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Pearson.

13

http://electronicacompleta.com/lecciones/compuertas-logicas/

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/compuertas-digitales.htm

http://electronicacompleta.com/lecciones/compuertas-logicas/

http://www.forosdeelectronica.com/tutoriales/compuertas-digitales.htm

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