práctica 1 digital

Práctica 1: Puertas Lógicas Fundamentales

Sistemas Digitales I

Daniel Adín Ferrer y Javier Artiga Garijo

02/10/15

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Sistemas Digitales I: 1. Puertas Lógicas Fundamentales

1 Puertas NOT, AND y OR

1.1 Tabla de verdad

A B Y1 Y2 Y3

0 0 0 0 10 1 0 1 11 0 0 1 01 1 1 1 0

1.2 Diagramas de tiempo

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Sistemas Digitales I: 1. Puertas Lógicas Fundamentales

1.2.1 Dibujar las señales en la entrada A y en la salida Y3 observadascon el osciloscopio.

1.2.2 Con el interruptor en la posición “0”, dibujar las señales en A,B, Y1 e Y2 observadas con el osciloscopio.

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Sistemas Digitales I: 1. Puertas Lógicas Fundamentales

1.2.3 Repetir el apartado anterior con el interruptor en la posición“1”.

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Sistemas Digitales I: 1. Puertas Lógicas Fundamentales

2 Puertas NAND, NOR y XOR

2.1 Tabla de verdad

A B Y4 Y5 Y6

0 0 1 1 00 1 1 0 11 0 1 0 11 1 0 0 0

3 Problemas de diseño

3.1 Diseñar el circuito combinacional:

Para controlar la apertura o cierre de una válvula de presión de un tanque dereacción química, existen cuatro dispositivos que realizan cálculos en paralelo.La decisión de apertura o cierre de la válvula se toma por mayoría simple entrelas respuestas afirmativas o negativas de los cuatro dispositivos. En caso deigualdad, decide la respuesta uno de los dispositivos que trabaja como maestro.Especificar el sistema de decisión mediante una función lógica, cuyas entradasA, B, C, D sean las respuestas afirmativas (1) o negativas (0) de los dispositivosy teniendo en cuenta que A es la respuesta del dispositivo maestro. La salidaserá afirmativa (1) si la válvula debe abrirse.

Construir el circuito de decisión con dos pastillas 72LS08 y una 74LS04.

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Sistemas Digitales I: 1. Puertas Lógicas Fundamentales

A B C D S

0 0 0 0 00 0 0 1 00 0 1 0 00 0 1 1 00 1 0 0 00 1 0 1 00 1 1 0 00 1 1 1 11 0 0 0 01 0 0 1 11 0 1 0 11 0 1 1 11 1 0 0 11 1 0 1 11 1 1 0 11 1 1 1 1

Aplicando Karnaugh para hallar la función de salida (S):

AB

CD00 01 11 10

00 0 0 1 001 0 0 1 111 0 1 1 110 0 0 1 1

S = AD + AB + AC + BCD

Como no hay OR, se usan AND y NOT como puertas NAND para las sumas.

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3.2 Diseñar un circuito combinacional que sea capaz de:

1. Detectar un error en la codificación de un número decimal enBCD. Es decir, que si la combinación introducida en sus entradas norepresenta ningún número decimal codificado en BCD la salida E se ponea “1”.

2. Detectar que el número decimal introducido en sus entradas(codificado en BCD) está comprendido entre 3 y 7. Es decir,si el número es (3≤N≤7) la salida R se pone a “1”.

Realizar el circuito utilizando dos pastillas 74LS00.Nro. A B C D E R

0 0 0 0 0 0 01 0 0 0 1 0 02 0 0 1 0 0 03 0 0 1 1 0 14 0 1 0 0 0 15 0 1 0 1 0 16 0 1 1 0 0 17 0 1 1 1 0 18 1 0 0 0 0 09 1 0 0 1 0 0... ... 1 0

Aplicando Karnaugh para hallar la función de simplificada (S) de ambassalidas (E y R):

• Salida E:

AB

CD00 01 11 10

00 0 0 1 001 0 0 1 011 0 0 1 110 0 0 1 1

E = A(C +B)

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• Salida R:

AB

CD00 01 11 10

00 0 1 0 001 0 1 0 011 1 1 0 010 0 1 0 0

R = A(B + CD)

El circuito quedaría así:

Si lo queremos implementar con 8 NANDs, a la salida tendríamos E negaday R negada, lo cual podríamos deshacer con puertas NOT.

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