Informe Nº1 Aplicación de las Compuertas Universales

Universidad Surcolombiana

Ingeniería Electrónica

Electrónica Digital

Informe Nº1

Aplicación de las Compuertas Universales
Subgrupo: 03 Pareja: 03

César Augusto Cerón Manrique
20171154848
Tannia Lucia Hernandez Rojas
20171154840

Resumen—En la practica de laboratorio se desarrollo y se entendio el funcionamiento de las compuertas lógicas y la aplicación que estas tienen al momento de realizar la implementación de una expresión booleana.

1. OBJETIVOS

• Diseñar un circuito lógico para lograr implementar una expresión booleana.
• Realizar un primer encuentro con las compuertas lógicas en el laboratorio, y a este modo comparar lo realizado teóricamente con lo obtenido en la práctica.

1. JUSTIFICACIÓN

Esta práctica se desarrolla con la finalidad de realizar la implementación de un circuito lógico combinacional apartir de una expresión booleana previamente dada, y de esta manera poner en practica los elementos teóricos que se han visto a lo largo del curso. Asi también, se realiza el montaje de un circuito compuesto por compuertas lógicas para poder observar y comprender su funcionamiento en la práctica.

1. MARCO TEÓRICO

2. MATERIALES E INSTRUMENTACION

• Protoboard.
• Fuente Regulada.
• Multimetro.
• Osciloscopio.
• Resistencias calculadas (.[pic 1]
• Condensador de .[pic 2]
• Transistores 2N3904.
• Diodos LED.
• Circuito integrado 74LS02.
• Circuito integrado 4001.
• Circuito integrado 555.

1. DESARROLLO ANALÍTICO

Para esta sección se realizará la descripción del funcionamiento del circuito, sin mostrar los cálculos de las resistencias usadas en la implementación del circuito ni el esquema obtenido al final del desarrollo teórico, debido a que estas ya se presentan en un documento previo al desarrollo de la práctica.

Para representar la ecuación que se obtuvo para implemetar el circuito con compuertas NOR fue necesario expresar la ecuación en forma de sumas negadas

FUNCIONAMIENTO DEL CIRCUITO: El circuito está compuesto por 3 entradas ( para así obtener 8 distintas combinaciones. La ecuación a implementar fue la siguiente:[pic 3]

[pic 4]

El circuito está compuesto por 3 salidas parciales:

• .[pic 5]
• .[pic 6]
• .[pic 7]

Y una salida final:

• [pic 8]

Cada salida se realiza mediante el uso de una compuerta lógica, es necesario el uso de 4 compuertas lógicas para la implementación de la expresión booleana, estas 4 compuertas las encontramos en un solo Circuito integrado 74LS02 para TTL y 4001 para CMOS.

Para el circuito compuesto por el 555 se calculó la frecuencia de la señal que este mismo generaba, para así mismo saber en cuantos  la señal completaba su periodo.[pic 9]

1. DESARROLLO PRÁCTICO

Previamente se realizó el montaje completo del circuito de los integrados en TTL y CMOS en la protoboard, con sus respectivas conexiones entre compuertas y resistencias calculadas respecto a cada uno de los circuitos establecidos en la guía.

Para llevar a cabo este montaje, en principio se implemento todo el circuito entre compuertas TTL de la expresión booleana final resultante, empleando como guía el datasheet de los integrados para conocer las respectivas salidas y entradas de cada una de las compuertas, teniendo en cuenta que las entradas iban conectadas directamente al dipswitch. Se añadió las resistencias de pull up al dipswitch y se polarizó todo debidamente a vcc y tierra.

Seguidamente se realizaron tres montajes de salida cada uno de los circuitos correspondientes a los literales de la guía “b”,”c”, “d”, considerando las polaridades de los LEDS y los terminales del transistor para el circuito “b”.

Se realizo el mismo procedimiento para el CMOS, teniendo presente que los pines de entrada y de salida diferían con respecto a TTL, y se implementó nuevamente los tres circuitos correspondientes, modificando algunos valores de resistencias, conforme a los cálculos para este circuito.

Se inicio el desarrollo de la practica con las mediciones de caída de tensión correspondientes a las salidas parciales y a la final, para el circuito en TTL.

Adicional a ello, se tomó el valor medido de las resistencias, comprobando su valor con respecto al suministrado por el fabricante. Tambien se realizaron las mediciones de cada uno de los voltajes presentes en la salida del circuito tanto en alto como bajo, y a su vez con cada nivel lógico, se media la caída de tensión en los diodos leds, de cada uno de los circuitos; y para el circuito explicito del literal “b”, se midio el voltaje base y colector del transistor.

Se repitió el mismo procedimiento para el circuito con compuertas CMOS, y finalmente con todos los valores hallados de manera práctica, se realizaron los cálculos para encontrar los valores de corriente en el terminal de base y colector, y el voltaje colector emisor para el circuito “b”, la corriente de salida en alto para el circuito “c” y la corriente de salida en bajo, para el circuito “d”.

Ya para finalizar la práctica, se implementó el circuito del integrado 555 configuración astable, colocando todas las entradas de manera tal, que la salida se presentara inversa (negada), para analizar su comportamiento en el osciloscopio, y también se ubicó las entradas de manera tal, que se tuviera la misma señal de entrada sin invertir. Para ambas condiciones, se midió observo el periodo que tenia la señal, y mediante esta se realizó el calculo de la frecuencia.

[pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

1. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Las mediciones que se realizaron en el laboratorio fueron las esperadas respecto al análisis teorico hecho, se pudo identificar las variaciones de caídas de tensión y corrientes en las diferentes salidas que se le aplicaron a la compuerta lógica.

• SALIDA ABIERTA:

Se realizaron mediciones de voltajes de salida comprendidos entre 4.55V y 4.57V en estado alto y voltajes de salida comprendidos entre 0.169V y 0.171V en estado bajo para la compuerta TTL.

Se realizaron mediciones de voltajes de salida de 4.99 en estado alto y voltajes de salida de 0V en estado bajo para la compuerta CMOS.

...