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[LABORATORIO DE ELECTONICA DIGITAL]
Cód. 250243
Laboratorio electrónico Nº 5
PUERTAS LOGICAS
Objetivo
Aplicar los conocimientos de puertas lógicas
Familiarizarse con los circuitos integrados
Objetivo específico
Conectar los circuitos integrados CI TTL
Comprobar el funcionamiento lógico del AND, OR, NOT, NAND y NOR
1.
Equipamiento:
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?
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2.
Materiales:
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3.
Fuente de alimentación regulada DC
Multitester analógico y digital
Proto board (placa de prototipos)
Alicate de corte
Alicate de punta
Navaja
Circuitos Integrados (CI) TTL: 7400, 7402, 7404, 7408 y 7432
Diodos LED (Amarillo, Verde, Rojo)
Resistencias (220 ohm)
Cable rígido Nº 22 de colores (cable de red UTP-5)
Puntas de prueba
Bananas
Cocodrilos
Conceptos previos
Puertas lógicas:
Los circuitos digitales operan en el sistema numérico binario, que implica que todas las
variables de circuito deben ser 1 o 0.
El álgebra utilizada para resolver problemas y procesar la información en los sistemas
digitales se denomina álgebra de Boole, basada sobre la lógica más que sobre el cálculo de
valores numéricos reales.
El álgebra booleana considera que las proposiciones lógicas son verdaderas o falsas, según el
tipo de operación que describen y si las variables son verdaderas o falsas. Verdadero
corresponde al valor digital 1, mientras que falso corresponde a 0.
El diagrama muestra diversos interruptores electrónicos, llamados puertas lógicas, cada uno
de los cuales efectúa una determinada operación booleana.
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Existen tres operaciones booleanas que pueden utilizarse individualmente o en combinación:
multiplicación lógica (puerta AND), suma lógica (puerta OR) e inversión lógica (puerta NOR).
Las tablas adjuntas, llamadas tablas booleanas, presentan todas las posibles combinaciones de
entrada frente a las salidas resultantes.
Tablas de la verdad:
AND:
OR:
B A AB
B A A+B
0 0
0
0 0
0
0 1
0
0 1
1
1 0
0
1 0
1
1 1
1
1 1
1
NAND:
NOR:
B A (AB)’
B A (A+B)’
0 0
1
0 0
1
0 1
1
0 1
0
1 0
1
1 0
0
1 1
0
1 1
0
NOT:
A A’
0
1
1
0
Tecnología TTL:
Acrónimo Inglés de Transistor-Transistor Lógico "Lógica Transistor a Transistor". Tecnología
de construcción de circuitos electrónicos digitales, en los que los elementos de entrada de la
red lógica son transistores, así como los elementos de salida del dispositivo.
Las características de la tecnología utilizada, en la familia TTL, condiciona los parámetros que
se describen en sus hojas de características según el fabricante:
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Su tensión de alimentación característica se encuentra comprendida entre los 4,75 V y los
5,25 V como se ve un rango muy estrecho debido a esto, los niveles lógicos vienen
definidos por el rango de tensión comprendida entre 0,2 V y 0,8 V para el estado L (bajo)
y los 2,4 V y 5V para el estado H (alto).
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La velocidad de transmisión entre los estados lógicos es su mejor característica, lo que
hace aumentar su consumo siendo su mayor enemigo. Motivo por el cual han aparecido
diferentes versiones de TTL como FAST, LS, S, etc y últimamente los TTL: HC, HCT y
HCTLS. En algunos casos puede alcanzar poco más de los 250 Mhz.
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Circuitos integrados (CI) – TTL:
NAND 7400 – 2 INPUT
NOR 7402 – 2 INPUT
NOT 7404 – 2 INPUT
AND 7408 – 2 INPUT
:
TECNOLOGÍA CMOS
CMOS (inglés: Complementary Metal Oxide Semiconductor, “MOS Complementario”) es una
tecnología utilizada para crear circuitos integrados, como pueden ser compuertas lógicas,
contadores (entre éstos, muy populares los Decimales Johnson), etc. Consiste básicamente en
dos transistores, uno PFET y otro NFET. De esta configuración resulta el nombre.
Los chips CMOS consumen menos potencia que aquellos que usan otro tipo de transistor.
Tienen especial atractivo para emplearlo en componentes que funcionen con baterías, como los
ordenadores portátiles. Los ordenadores de sobremesa también contienen dispositivos de
memoria CMOS de bajo consumo de potencia para almacenar la fecha, hora y configuraciones
(BIOS).
Existen diversos tipos de pros y contras contra estos circuitos, siendo el problema del daño por
electricidad estática el fantasma que más afecta el uso comercial de estos integrados.
Diversos estudios afirman que dicho planteamiento no es más que un mito ya que deben darse
muchos factores tanto ambientales, físicos aparte de lo eléctrico para dañarlos.
Dentro de las ventajas mayores que tienen los CMOS destacan las siguientes dos:
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Funcionan con tensiones desde los 3 V hasta los 15 V, por ende no necesitan una fuente
de voltaje dedicada para ellos.
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Se ha demostrado que un CMOS determinado tiene muchas más aplicaciones (o dichas
aplicaciones trabajan mejor en CMOS) que en un TTL
Además, su fabricación es relativamente fácil y barata, en comparación a otras tecnologías
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4.
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PROCEDIMIENTO
a)
Usando los circuitos integrados, la fuente de corriente continua, proto board, diodo led; hacer
sus respectivas tablas de verdad de cada puerta lógica y lograr que el diodo led indicador
prenda
Puerta AND, 7408:
Puerta OR, 7432:
Puerta NAND, 7400:
Puerta NOR, 7402:
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b)
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Construir la puerta lógica “xor” mediante suma de productos como una puerta equivalente
Puerta XOR, 7486:
Función: f = A’B + AB’
5.
Análisis
6.
Síntesis
7.
Bibliografía
?
Sistemas Digitales. Ronald Tocci
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