Laboratorio 1

PUERTAS Y FUNCIONES LÓGICAS

COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN: 

• Comprobar las tablas de verdad de puertas lógicas y sus combinaciones. 
• Conocer las principales Puertas Lógicas, su simbología y comportamiento 
• Utilizar un SIMULADOR para comprobar el comportamiento de los mismo.
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1.-MARCO TEORICO:

Funciones Lógicas:

Una función lógica es una expresión matemática que evalúa cuando una variable lógica toma el valor lógico Verdadero en función de los valores (Verdadero o Falso) de otras variables lógicas operados mediante las operaciones AND, OR y NOT. Normalmente, para escribir las funciones lógicas se usan los valores (0, 1) y los operadores típicos ( , •, +) del álgebra de conmutación (de mayor a menor proridad, se pueden alterar mediante paréntesis).

Simplificación de Funciones Lógicas:

·         Una misma especificación lógica puede expresarse por muchas funciones lógicas diferentes, sustituyendo términos con ayuda de los teoremas y postulados del álgebra de Boole.

·         Funciones lógicas distintas dan lugar a circuitos lógicos distintos. Normalmente nos interesa un circuito lo más pequeño posible => una función lógica con el menor número de términos y operaciones.

·       Las expresiones y los teoremas del álgebra de conmutación muestran ejemplos de reducciones de circuitos digitales.

Puertas lógicas:

Una compuerta lógica es un dispositivo electrónico que en función de los valores de entrada otorga un resultado o una salida determinada, son la base de la electrónica digital, son capaces de realizar operaciones lógicas básicas. Por ejemplo, para realizar la operación producto utilizamos un circuito integrado a partir del cual se obtiene el resultado S = A · B

Se utilizan no solo en electrónica si no que conceptualmente sus fundamentos se aplican en otras áreas de la ciencia, Mecánica hidráulica o neumática.

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.

Funcionan igual que una calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta realiza una operación, y finalmente, te muestra el resultado.

Para una representación circuital de las funciones lógicas se utilizan puertas lógicas. Los circuitos lógicos se generan como una conexión de puertas lógicas.

Al = F (Pu, Ci, Mo) = Pu • Ci + Mo • Pu

Veamos entonces las compuertas lógicas básicas, para ello definamos el termino “tabla de la verdad”, por utilizarse a menudo en las técnicas digitales.

Se llama tabla de verdad de una función lógica a una representación de la misma donde se indica el estado lógico “1” o “0” que toma la función lógica para cada una de las combinaciones de las variables de las cuales depende.

 .: Compuerta NOT:

Se trata de un inversor, es decir, invierte el dato de entrada, por ejemplo; si pones su entrada a 1 (nivel alto) obtendrás en su salida un 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone de una sola entrada. Su operación lógica es s igual a a invertida

.: Compuerta AND:

Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es un producto entre ambas, no es un producto aritmético, aunque en este caso coincidan.
*Observa que su salida será alta si sus dos entradas están a nivel alto*

.: Compuerta OR:

Al igual que la anterior posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será una suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1 + 1 = 1, el tema es que se trata de una compuerta O Inclusiva es como a y/o b
*Es decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea también 1*

.: Compuerta OR-EX o XOR:

Es OR EXclusiva en este caso con dos entradas (puede tener mas, claro...!) y lo que hará con ellas será una suma lógica entre a por b invertida y a invertida por b.
*Al ser O Exclusiva su salida será 1 si una y sólo una de sus entradas es 1*

Estas serían básicamente las compuertas mas sencillas. Es momento de complicar esto un poco más...

Compuerta YES COMPUERTA SI (buffer):

Esta compuerta parece no tener mucho sentido, ya que muestra a la salida el mismo valor que en la entrada, pero en realidad tiene mucho sentido a la hora de realizar adaptaciones de corriente de diferentes etapas de un circuito.

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).

BIBLIOGRAFIA:

http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esotecnologia/quincena6/index_4quincena6.htm

https://es.wikipedia.org/wiki/Puerta_l%C3%B3gica

http://r-luis.xbot.es/edigital/ed02.html 

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

http://personales.unican.es/manzanom/edigitali/Apuntes/Tema_II_a.pdf

2.TAREA REALIZADA EN LABORATORIO:

En el siguiente circuito se puede observar como encender un motor eléctrico con las compuertas de entrada y salida es una simulación que utilizamos el software PROTEUS para poder comprobar que todo esté correctamente conectado  y poder realizarlo en fisico para evitar averias.

ARMADO DEL CIRCUITO PASO 1

SIMULACIÓN ENCENDIDO DE MOTOR PASO 2

SIMULACIÓN TABLA DE VERDAD PASO 3

Este circuito es la prueba de toda la simulación y ver par que srive cada uno de los puertos tanto de entrada como de salida.

CIRCUITO EN "PROTOBOARD" Y "DIGITAL ANALOG TRAINING SYSTEM"

3.-VIDEO DEMOSTRATIVO:

VÍDEO DEMOSTRATIVO DEL LABORATORIO Y EXPLICACIÓN

4.-OBSERVACIONES Y CONCLUSIONES:

OBSERVACIONES:

-Se observó que algunas compuertas estaban dañadas por lo que se tuvieron que reemplazar.

-Se observó que el simulador de circuitos ISIS PROTEUS es una herramienta eficaz para este tipo de laboratorios.

-Se observó que el mapa de KARNAUGH es efectivo cuando comprobamos con la tabla de verdad.

-Se observo que no habían suficientes cables en el laboratorio pero se pudo comprobar la simulación utilizándolos correctamente realizando el laboratorio comprobando por separado las compuertas de entrada y salida.

CONCLUSIONES:

-Se concluyó que el laboratorio nos sirve para sacarnos de muchas dudas y mejorar en cuanto a todo lo que es circuitos lógicos digitales.

-Se concluyó que los circuitos digitales son efectivo y hace que podamos ver mas a la automatización para poder mejorar o acelerar mejores aparatos electrónicos.

-Se concluyó que los circuitos pueden reemplazar al ser humano o al trabajo complicado en las empresas ya que se podrán hacerse por si solos.

-Se conluyo que el mapa de KARNAUGH es eficaz ya que se utiliza en todo lugar de funciones logicas.

5.-INTEGRANTES:

-Pocohuanca Morocco Liz Amanda

-Pro Valdivia José Fabrizio

-Quenallata Luque Mishel Alejandra