Laboratorio 2

        

 SIMPLIFICACIÓN E IMPLEMENTACIÓN FÍSICA DE CIRCUITOS LÓGICOS


      I.                CAPACIDAD TERMINAL

·        Reconocer las áreas de aplicación de la Electrónica Digital.
·        Identificar las características de los dispositivos digitales más utilizados.
·         Diseñar sistemas combinacionales y secuenciales.

    II.                COMPETENCIA ESPECIFICA DE LA SESIÓN

·         Simplificar funciones lógicas utilizando Mapas de Karnaugh.
·         Implementar y probar funciones lógicas.
·         Conocer las principales Familias lógicas: TTL y CMOS

   III.                     CONTENIDOS A TRATAR

·         Uso de las técnicas de simplificación en la reducción de funciones lógicas.


  IV.       RESULTADOS
         ·         Diseñan y optimizan sistemas y procesos para cumplir con las condiciones establecidas y                  gestionando adecuadamente los recursos materiales y humanos.



I .-MARCO TEÓRICO

1. PUERTAS LÓGICAS:


Las compuertas lógicas son circuitos electrónicos diseñados para obtener resultados booleanos (0,1), los cuales se obtienen de operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). Dichas compuertas son AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR. Además se pueden conectar entre sí para obtener nuevas funciones. A continuación se describirá  las características de las compuertas. Este tipo de dispositivos lógicos se encuentran implementados con transistores y diodos en un semiconductor y actualmente podemos encontrarlas en formas de circuitos integrados lógicos. Al mismo tiempo, puedes tu programar el comportamiento de otra manera, con circuitos reconfigurables o programable, como micro controladores o FPGAs. Sin embargo, en este tutorial veremos las compuertas implementadas en circuitos independientes y su comportamiento.





2.      CIRCUITOS INTEGRADOS:




:
En la electrónica, un circuito integrado es una combinación de elementos de un circuito que están miniaturizados y que forman parte de un mismo chip o soporte. La noción, por lo tanto, también se utiliza como sinónimo de chip o microchip.
El circuito integrado está elaborado con un material semiconductor, sobre el cual se fabrican los circuitos electrónicos a través de la fotolitografía. Estos circuitos, que ocupan unos pocos milímetros, se encuentran protegidos por un encapsulado con conductores metálicos que permiten establecer la conexión entre dicha pastilla de material semiconductor y el circuito impreso.



Un circuito integrado (CI) ,que entre sus nombres mas frecuentes es  conocido como chip , es una oblea semiconductora en la que son fabricados muchísimas resistencias pequeñas, también condensadores y transistores .Un CI se puede utilizar como un amplificador ,como oscilador , como temporizador , contador ,memoria de ordenador , o microprocesador . CI particular , se puede clasificar como lineal o como digital , todo depende para que sea su aplicación.


2.1.CIRCUITOS INTEGRALES LINEALES:



Los circuitos integrados lineales tienen continuamente salida variable ( teóricamente capaces de lograr muchos estados ) que dependen del nivel de la señal de entrada en el circuito .Idealmente ,cuando la salida instantánea se representa gráficamente contra la entrada instantánea , se muestra en la gráfica como una linea recta . los circuitos integrados lineales se utilizan tanto como audio de frecuencia y como amplificadores de radiofrecuencia.Estos circuitos operan a solo unos pocos niveles o estados muy definidos , en vez de un rango de amplitud de señal .Los bloques fundamentales de circuitos integrados digitales de construcción son puertas lógicas , que trabajan con datos binarios , llamados así bajo (0 lógico ) y alto (1 lógico).

TIPOS DE CIRCUITOS INTEGRADOS :

  • Los circuitos lógicos.
  • los circuitos comparadores . 
  • circuitos amplificadores operacionales 
  • circuitos amplificadores de audio . 
  • etc .. 




IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS CON PUERTAS NAND Y NOR




Para la implementación de circuitos lógicos se pueden utilizar cualquier tipo de puertas .Sin embargo la tendencia más común es implementar un circuito empleando solamente un tipo de puertas .de este modo se abaratan costes.



Este método de implementación solo se puede realizar con puertas NAND o NOR , ya que solo estas dos puertas lógicas son universales ,es decir se pueden realizar cualquier circuito lógico y sustituir cualquier tipo de puerta , para ello debemos de seguir cierto protocolo aprovechando que una doble negación es igual a una afirmación.






II .- PROCEDIMIENTO :


1. RESOLVER el problema para automatizar el RIEGO de una planta.

Se desea hacer un circuito de riego automático como el mostrado en la figura. El circuito deberá accionar la bomba en las siguientes condiciones:
  • El circuito accionará la bomba solamente cuando la tierra esté seca, pero antes debe comprobar las siguientes condiciones: 
  • Para evitar que la bomba se estropee por funcionar en vacío, nunca se accionará la bomba cuando el depósito de agua esté vacío. 
  • Si hay restricciones en el riego (época de verano), sólo se podrá regar de noche. En el resto del año (si no hay restricciones) se podrá regar de día y de noche (si la tierra está seca).



Para la implementación del circuito se dispone de las siguientes entradas:


V: Señal que indica si el depósito de agua está vacío:

Vacío: V=1 ; Hay agua: V=0

S: Señal que indica si la tierra está seca.

Tierra seca: S=1 ; Tierra húmeda: S=0

R: Señal que indica si hay restricciones en el riego (es verano):

Hay restricciones: R=1 No hay restricciones: R=0

D: Señal que indica si es de día o de noche:

Día: D=1 ; Noche: D=0

Y la salida B, que accionará la bomba para regar: Bomba funcionando: B=1 ; Bomba apagada B=0

PASOS PARA RESOLVER EL PROBLEMA:

a). Elaborar la tabla de verdad del circuito :

b) Obtener la ecuación lógica









c) Hacer el mapa de Karnaugh y obtener la ecuación simplificada




d) Simulación en PC e implementación en Entrenador








e) Agregue una LAMPARA como salida la cual debe encender sólo si el depósito está vacío y es de noche.






V.- VIDEO TUTORIAL DEMOSTRATIVO :



IV.- OBSERVACIONES :

  • Observamos que debemos tener cuidado al conectar los cables .
  • Observamos que mientras mas simplificada este la ecuación de salida el gráfico sera más fácil de hacer y se gastara menos insumos en el circuito a armar.
  • Observamos que las distintas puertas tienen códigos distintos y que todas ellas tienen un GND.


V.- CONCLUSIONES :

  • Identificamos las áreas de aplicación de la Electrónica Digital en laboratorio .
  • Identificamos las características de los dispositivos digitales más utilizados.
  • Diseñamos sistemas combinacionales y secuenciales.
  • Simplificamos funciones lógicas utilizando Mapas de Karnaugh.
  • Armamos y probamos funciones lógicas.
  • Aprendimos las principales Familias lógicas: TTL y CMOS
  • Aprendimos utilizar proteos para la simulación virtual del esquema .


VI.- BIBLIOGRAFÍA:






VII.- INTEGRANTES :

Pocohuanca Morocco Liz Amanda
Quenallata Luque Mishel Alejandra
Pro Valdivia Jose 


http://agrega.juntadeandalucia.es/repositorio/01122010/d3/es-an_2010120113_9123645/ODE-5f31264a-1c94-300f-80c6-6f6da3aa5878/6_implementacin_de_circuitos_con_puertas_nand_y_

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