Practica 2: compuertas lógicas, circuitos sumador y comparador.

Juan Pablo López Guevara 20171005073

Universidad Distrital francisco José de caldas. Bogotá octubre

2020

Introducción

Es importante para el aprendizaje y desarrollo de una lógica correcta practicar la construcción de circuitos con un fin, como lo es la construcción de comparadores y sumadores. En esta practica, se estudian y se construyen circuitos logicos con el objetivo de obtener sus tablas de verdad. Esto nos permite practicar nuestra lógica así como aumentar nuestra destreza a la hora de usar los diferentes circuitos integrados que tenemos disponibles (debido a que en el momento que se hizo esta practica se esta de manera virtual, son componentes que están en el simulador tinkercad).

objetivos

Construir las 4 tablas de verdad, una para el ejemplo en clase y 3 para los circuitos dejados a modo de ejercicio

•     Armar los 3 diagramas usando los integrados de la practica anterior
•     Organizar los cables de la manera más practica y ordenada posible

Marco teórico

Compuertas lógicas:

Figura 1. Simbología usada para representar compuertas logicas  en los circuitos digitales

En la figura 1. vemos la forma de representar en un diagrama las diferentes compuertas lógicas. También encontramos estas compuertas en los diagramas de conexiones de las hojas de datos. En la figura 2 vemos un ejemplo de esto en la hoja de datos del integrado 7402.

Figura 2. En el diagrama de conexiones del integrado 7402 podemos apreciar compuertas logicas NOR.
Significado de las compuertas lógicas

• AND: se necesita un nivel lógico alto en todas las entradas para obtener un nivel alto en la salida

• OR: se necesita al menos un nivel lógico alto en una entrada para obtener un nivel alto en la salida

• NOT: es el inversor, un nivel lógico alto de entrada da uno bajo de salida y viceversa

• NAND: es la negación lógica de la salida de un AND, si un AND nos da de salida un nivel lógico alto para una determinada entrada, el NAND nos da un nivel lógico bajo. Es decir es como un AND  combinado con un inversor a la salida de este.

• NOR: análogamente al NAND, este es prácticamente un OR combinado con un inversor en su salida, por lo que nos da valores lógicos inversos al OR.

• XOR: es un OR exclusivo, en el que solo se dará un nivel lógico alto si solo una de sus entradas tiene nivel lógico alto.

• XNOR: es prácticamente un XOR con un inversor en su salida, nos dará niveles lógicos invertidos al XOR

Tabla de verdad

Una tabla de verdad es una tabla que nos permite de manera organizada y simple resumir nuestros resultados lógicos. En nuestro caso usamos una lógica positiva (es decir 1 para un nivel lógico alto).

Materiales

•     Cuádruple XOR 7486
•     Cuádruple NAND de dos entradas 7400
•     Triple NAND de tres entradas 7410
•     Cuádruple OR de dos entradas 7432
•     Inversor sextuple 7404
•     Cuádruple AND de dos entradas: 7408

Otros materiales:

•     Fuente (baterías de 1.5 V en serie)
•     leds
•     cables
•     resistencias de 10K, 1K y 470 ohms
•     Hojas de datos de los integrados

Metodología

La metodología usada en este informe es construir el circuito indicado con la cantidad optima de integrados, de tal manera que sea posible visualizar correctamente las conexiones entre los mismos. Esto permite corregir errores e identificar fácilmente las salidas lógicas del circuito (por lo general están con cables de color morado, los cuales acompañan a los leds de salida).

Análisis de resultados

Figura 3. Diagrama del primer circuito tomado como ejemplo por el profesor

 

Montamos el circuito de ejemplo mostrado en clase (figura 3), usamos el simulador logico Logic Circuit Simulator Pro.

tabla de verdad


En el video comprobamos que encontramos la tabla de verdad.

El circuito es este

 Ahora montamos el primer circuito de la practica

Usando el mismo simulador lógico, hallamos y comprobamos la siguiente tabla de verdad

Ahora montamos el segundo circuito de la practica

 Usando el mismo simulador, hallamos y comprobamos nuestra tabla de verdad 

 Y nuestro circuito 

Ahora montamos nuestro ultimo circuito

 

 Con el mismo simulador, verificamos que esta bien nuestra tabla de verdad.

 

y nuestro circuito queda así (de forma resumida debido al formato de imagen de blogger

Conclusiones

Podemos evidenciar la gran utilidad que tiene el uso de circuitos integrados a la hora de construir herramientas matemáticas. Es claro que con circuitos mucho más complejos, pero construidos con bloques como estos, se puede construir calculadoras y ordenadores primitivos.

Por otro lado, hemos visto la necesidad de simular los circuitos con un simulador logico, debido a que por la complejidad de los mismos, sin esta simulación es un poco complicado entender y encontrar los errores. Suponemos que esta destreza se adquirá con el tiempo a medida que se hagan más circuitos logicos.

LINK DEL VIDEO:

video laboratorio 2