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compuertas logicas

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1 Pr´ actica #1 Comprobaci´ on de Compuertas L´ ogicas Julio Huanga [email protected] Edwin Morocho [email protected] Universidad Polit´ ecnica Salesiana, Sede Cuenca Laboratorio Electr´ onica Digital Resumen—: En la presente practica, se realizara la com- probacion de las tablas de verdad de las compuertas l´ ogicas NAND, NOR y NOT, para comprender mejor el funcionamiento y desempe ˜ no de las compuertas segun el tipo que se use, y de esta manera comprender el concepto del cero y el uno l´ ogico respectivamente. Index Terms—And, Or, Nan, Nor, Not, Exor, Ex-nor OBJETIVOS 1. Verificar la tabla de verdad de cada compuerta: NAND NOR NOT I. MARCO TE ´ ORICO Es muy com´ un que al dise˜ nar un circuito electr´ onico ne- cesitemos que cuando un cierto n´ umero de pulsadores est´ en activados, una salida permanezca apagada, y as´ ı situacio- nes por el estilo. Dichas situaciones pueden ser expresadas mediante ceros y unos, y tratadas como circuitos digitales. Los elementos b´ asicos de cualquier circuito digital son las compuertas l´ ogicas. Las computadoras digitales, que utilizan un sistema de n´ umeros binarios para entregar la informaci´ on. Un d´ ıgito bina- rio se denomina un bit. Dicha informaci´ on est´ a representada en las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizando t´ ecnicas de codificaci´ on los grupos de bits pueden representar no solamente n´ umeros binarios sino tambi´ en s´ ımbolos cuales- quiera, tales como d´ ıgitos decimales o letras de alfabeto, as´ ı tambi´ en para desarrollar conjuntos completos de instrucciones y diversos c´ alculos. La informaci ´ on binaria se representa en un sistema digital por cantidades f´ ısicas denominadas se ˜ nales, Las se˜ nales el´ ectricas, como voltajes existen a trav´ es del sistema digital en dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. COMPUERTAS L ´ OGICAS En la actualidad, una compuerta es un conjunto de tran- sistores dentro de un circuito integrado, que puede contener cientos de ellas. De hecho, un microprocesador no es m´ as que un chip compuesto por millones de compuertas l´ ogicas. AND: Cada compuerta tiene dos variables de entrada llamadas A y B y una salida binaria designada por x. Esta compuerta produce la multiplicaci´ on l´ ogica (AND): esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B est´ an ambas en el binario 1; de otra manera, la salida es 0, condiciones que son especificadas en la tabla de verdad de dicha compuerta. El s´ ımbolo de operaci´ on algebraico de la funci´ on AND es el mismo que el s´ ımbolo de la multiplicaci´ on de la aritm´ etica ordinaria (*). Las compuertas AND pueden tener m´ as de dos entradas y por definici´ on, la salida es 1 si todas las entradas son 1. Figura 1. Tabla de verdad y s´ ımbolo de compuerta AND. OR: La compuerta OR produce la funci ´ on sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas son 1; de otra manera, la salida es 0. El s´ ımbolo algebraico de la funci´ on OR (+), es igual a la operaci´ on de aritm´ etica de suma. Las compuertas OR pueden tener m´ as de dos entradas y por definici´ on la salida es 1 si cualquier entrada es 1. Figura 2. Tabla de verdad y s´ ımbolo compuerta OR. NOT: El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel l´ ogico de una se˜ nal binaria. Produce el NOT, o funci´ on complementaria. El s´ ımbolo algebraico utilizado para el com- plemento es una barra sobra el s´ ımbolo de la variable binaria. Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. El c´ ırculo peque˜ no

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COMPUERTAS LÓGICAS MAS BASICAS

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  • 1Practica #1 Comprobacion de Compuertas LogicasJulio Huanga [email protected]

    Edwin Morocho [email protected] Politecnica Salesiana, Sede Cuenca

    Laboratorio Electronica Digital

    Resumen: En la presente practica, se realizara la com-probacion de las tablas de verdad de las compuertas logicasNAND, NOR y NOT, para comprender mejor el funcionamientoy desempeno de las compuertas segun el tipo que se use, y deesta manera comprender el concepto del cero y el uno logicorespectivamente.

    Index TermsAnd, Or, Nan, Nor, Not, Exor, Ex-nor

    OBJETIVOS

    1. Verificar la tabla de verdad de cada compuerta:NANDNORNOT

    I. MARCO TEORICO

    Es muy comun que al disenar un circuito electronico ne-cesitemos que cuando un cierto numero de pulsadores estenactivados, una salida permanezca apagada, y as situacio-nes por el estilo. Dichas situaciones pueden ser expresadasmediante ceros y unos, y tratadas como circuitos digitales.Los elementos basicos de cualquier circuito digital son lascompuertas logicas.

    Las computadoras digitales, que utilizan un sistema denumeros binarios para entregar la informacion. Un dgito bina-rio se denomina un bit. Dicha informacion esta representadaen las computadoras digitales en grupos de bits. Utilizandotecnicas de codificacion los grupos de bits pueden representarno solamente numeros binarios sino tambien smbolos cuales-quiera, tales como dgitos decimales o letras de alfabeto, astambien para desarrollar conjuntos completos de instruccionesy diversos calculos. La informacion binaria se representa en unsistema digital por cantidades fsicas denominadas senales, Lassenales electricas, como voltajes existen a traves del sistemadigital en dos valores reconocibles y representan una variablebinaria igual a 1 o 0.

    COMPUERTAS LOGICAS

    En la actualidad, una compuerta es un conjunto de tran-sistores dentro de un circuito integrado, que puede contenercientos de ellas. De hecho, un microprocesador no es mas queun chip compuesto por millones de compuertas logicas.

    AND: Cada compuerta tiene dos variables de entradallamadas A y B y una salida binaria designada por x. Estacompuerta produce la multiplicacion logica (AND): esto es:la salida es 1 si la entrada A y la entrada B estan ambas enel binario 1; de otra manera, la salida es 0, condiciones que

    son especificadas en la tabla de verdad de dicha compuerta.El smbolo de operacion algebraico de la funcion AND es elmismo que el smbolo de la multiplicacion de la aritmeticaordinaria (*). Las compuertas AND pueden tener mas de dosentradas y por definicion, la salida es 1 si todas las entradasson 1.

    Figura 1. Tabla de verdad y smbolo de compuerta AND.

    OR: La compuerta OR produce la funcion sumadora, estoes, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas son1; de otra manera, la salida es 0. El smbolo algebraico de lafuncion OR (+), es igual a la operacion de aritmetica de suma.Las compuertas OR pueden tener mas de dos entradas y pordefinicion la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

    Figura 2. Tabla de verdad y smbolo compuerta OR.

    NOT: El circuito NOT es un inversor que invierte elnivel logico de una senal binaria. Produce el NOT, o funcioncomplementaria. El smbolo algebraico utilizado para el com-plemento es una barra sobra el smbolo de la variable binaria.Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOTcambia su estado al valor 1 y viceversa. El crculo pequeno

  • 2en la salida de un smbolo grafico de un inversor designa uninversor logico.

    Figura 3. Tabla de verdad y smbolo de compuerta NOT.

    NAND: Complemento de la funcion AND, como loindica el smbolo grafico, que consiste en una compuerta ANDseguida por un pequeno crculo (quiere decir que invierte lasenal). La designacion NAND se deriva de la abreviacionNOT - AND. Una designacion mas adecuada habra sido ANDinvertido puesto que es la funcion AND la que se ha invertido.Las compuertas NAND pueden tener mas de dos entradas, yla salida es siempre el complemento de la funcion AND.

    Figura 4. Tabla de verdad y smbolo de compuerta NAND.

    NOR: La compuerta NOR es el complemento de la com-puerta OR y utiliza el smbolo de la compuerta OR seguidode un crculo pequeno (quiere decir que invierte la senal). Lascompuertas NOR pueden tener mas de dos entradas, y la salidaes siempre el complemento de la funcion OR.

    Figura 5. Tabla de verdad y smbolo de compuerta NOR.

    EX-OR: Puerta logica digital que implementa el o exclu-sivo; es decir, una salida verdadera (1) resulta si una, y solouna de las entradas a la puerta es 1. Si ambas entradas son

    falsas (0) o ambas son verdaderas (1), resulta en una salidafalsa. La XOR representa la funcion de la desigualdad, esdecir, la salida es verdadera si las entradas no son iguales, deotro modo el resultado es falso. Una manera de recordar XORes uno o el otro, pero no ambos.

    Figura 6. Tabla de verdad y smbolo de compuerta EX-OR.

    EX-NOR: Puerta logica digital cuya funcion es la inversade la puerta OR exclusiva (XOR). La version de dos entradasimplementa la igualdad logica, comportandose de acuerdo ala tabla de verdad. Una salida (1) resulta si ambas entradas ala puerta son las mismas. Si una pero no ambas entradas son(1), resulta una salida (0).

    Figura 7. Tabla de verdad y smbolo de compuerta EX-NOR.

    II. MATERIALES Y HERRAMIENTAS

    Los materiales a usar se muestran en el Cuadro I.

    Cuadro IDESCRIPCION DE MATERIALES Y HERRAMIETAS.

    Materiales cant costo7404 15 1.607408 8 1.30

    74LS32 20 0.45RESISTENCIAS 15 1.00

    LEDS 5 0.45DIPSWITCH 1 0.50

    III. DESARROLLO

    III-A. Calculos

    La tabla de verdad obtenida en el laboratorio para lacompuerta NAND se presenta en la tablaII.

  • 3Cuadro IIOBTENCION DE TABLA DE VERDAD NAND.

    A B v(X) X0 0 4.8 10 1 4.4 11 0 4.6 11 1 0.23 0

    La tabla de verdad obtenida en el laboratorio para lacompuerta NOR se presenta en la tabla III.

    Cuadro IIIOBTENCION DE TABLA DE VERDAD COMPUERTA NOR.

    A B v(X) X0 0 4.7 10 1 0.22 01 0 0.12 01 1 0.11 0

    La tabla de verdad obtenida en el laboratorio para lacompuerta NOT se presenta en la tabla IV.

    Cuadro IVOBTENCION DE TABLA DE VERDAD NOT.

    A v(X) X0 4.83 11 0.11 0

    CONCLUSIONES.

    Con la practica realizada nos dio a conocer puntos muyimportantes en el manejo de las distintas compuertaslogicas and, or, not, etc. Cuyas tablas de verdad sedesmostro mendiante la medicion de los distitos voltajesde salida, los mismos que denotan el estado de salida dela compuerta.Se pudo concluir el funcionamineto de las mencionadastablas y sus rangos de voltajes de funcionamiento queestan para un cero logico entre 0 - 0.8 volts, y paraobtener un uno logico esta entre 2.8-5.5 volts.Con la presente practica se dio a conocer el uso impor-tante de los datashet de cada uno de los integrados ocompuertas utilizadas las mismas que fueron esencialespara el desarrollo de esta practica, permitiendo de unamanera correcta su identificacion y para su posterioraplicacion dentro de los requerimientos establecidos.

    .

    REFERENCIAS[1] Sistemas digitales de tocci. edicion 2010[2] Principios de Electronica, Malvino, Sexta Edicion, Mc. Graw Hill.


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