LABORATORIO NRO. 2

DISEÑO DE CIRCUITOS COMBINACIONALES

1. 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 mismos.
• Utilizar métodos de simplificación de compuertas lógicas.

2. MARCO TEÓRICO:

PUERTAS LOGICAS:

  PUERTA LOGICA NAND:

La puerta NAND, también llamada compuerta NOT AND es una puerta lógica que emite una salida falsa en el caso que todas las entradas de esta sean verdaderas, por consiguiente, el este vendría a ser nuestro complemento a nuestra compuerta AND. Esta se comporta como se muestra en la siguiente tabla:

Como podemos observar cuando todas las entradas están en 1 (uno), las salidas están en 0 (cero), mientras que cuando una de sus entradas o ambas están en cero, nuestras salidas se encuentran en 1.

   PUERTA LOGICA NOR:

La compuerta NOR es una puerta lógica que está basada en la disyunción lógica negada y se comporta de la siguiente manera:

En esta tabla podemos observar el comportamiento de una puerta logica NOR, que cuando todas sus entradas se encuentran en cero (o) o están negadas, la salida se encuentra en 1 (uno) en cambio cuando una de sus entradas está en 1 o ambas están en 1 su salida será negada o será cero.

   PUERTA LOGICA OR EXCLUSIVO:

La puerta OR EXLCUSIVA o también llamada XOR, es una puerta lógica que implementa el o exclusivo, ósea que implementa una verdadera en otras palabras nos emite 1 (uno), esto se da solo en el caso de que una y solo una entra sea 1 (uno), en cambio en el caso de que ambas entradas sean 0 (cero) o 1 (uno) nos resultara en nuestra salida 0 (cero). 

Las compuertas XOR nos simboliza desigualdad, esto quiere decir que si las salidas son 1, las entradas son diferentes, caso contrario nos resultara 0. 

   PUERTA LOGICA NOR EXCLUSIVO:

Esta compuerta se puede expresar de diferentes maneras ya sea XNOR, EXNOR, ENOR e incluso NXOR, esta compuerta lógica cumple una función inversa de la puerta XOR, en tal caso cuando tenga entradas iguales nuestra salida siempre será 1, y en el supuesto que una de las entradas sea diferente nuestra salida será 0.

ALGEBRA BOOLEANA

la álgebra booleana es de vital importancia a la hora de simplificar las ecuaciones halladas por nuestro mapa de karnaugh, se tiene que tener en cuenta sus propiedades y sus teoremas para llegar a la máxima simplificación posible

3. EVIDENCIA DE TAREAS EN LABORATORIO:

Se desea realizar un circuito de control para el toldo de una terraza de una vivienda. El toldo tiene la función tanto de dar sombra como de proteger del viento y de la lluvia. Así que es un toldo resistente al viento y a la lluvia, manteniendo la terraza seca en los días de lluvia. Para el circuito de control tenemos las siguientes entradas: 

Señal S: Indica si hay sol 

Señal L: Indica si llueve 

Señal V: Indica si hay mucho viento 

Señal F: Indica si hace frío en el interior de la casa

Según los valores de estas entradas se bajará o subirá el toldo. Esto se realizará mediante la señal de salida BT (Bajar Toldo). Si BT='1' indica que el toldo debe estar extendido (bajado) y si BT='0' indica que el toldo debe estar recogido (subido). El sistema se muestra en la figura.

El circuito que acciona el toldo que debe funcionar según las siguientes características: 

• Independientemente del resto de señales de entrada, siempre que llueva se debe de extender el toldo para evitar que se moje la terraza. No se considerará posible que simultáneamente llueva y haga sol. 
• Si hace viento se debe extender el toldo para evitar que el viento moleste. Sin embargo, hay una excepción: aún cuando haya viento, si el día está soleado y hace frío en la casa, se recogerá el toldo para que el sol caliente la casa. 
• Por último, si no hace viento ni llueve, sólo se bajará el toldo en los días de sol y cuando haga calor en el interior, para evitar que se caliente mucho la casa. Con esta información se debe:

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 Físico

PRIMER PASO :

Lo primero que se debe hacer es realizar nuestra tabla de verdad , como se puede apreciar en ella se especifica todas las condiciones que se debe seguir y cuales no se debe considerar

SEGUNDO PASO:

la segunda parte es usar la pagina web http://www.32x8.com la cual es una herramienta de mucha ayuda ya que en ella se introduce los datos de la tabla de verdad y automáticamente nos dará la ecuación simplificada y el circuito final

acá ya podemos ver la ecuación final y el circuito que tenemos que hacer

En nuestro caso decidimos hacerlo de la forma tradicional , así que en una pizarra hicimos el mapa de karnaugh respectivo , tenemos que tener en cuenta que las X serán tomadas en cuenta siempre y cuando estén al lado de un 1 , en nuestro caso hemos hecho 4 grupos de 4 para un mejor entendimiento ya que el mapa de karnaugh se puede desarrollar de muchas maneras , una vez hecho esto nos sale nuestra ecuación a la cual gracias a un teorema de simplificacion se pudo simplificar y el resultado fue igual al que nos dio la pagina web http://www.32x8.com corroborando así nuestra respuesta

TERCER PASO

Una vez que hemos obtenido nuestro circuito es hora de pasarlo a nuestro software proteus para corroborar los resultados

en la primera imagen vemos las condiciones de que no hay lluvia ni viento , pero si hay sol , por lo tanto se baja el toldo

En la segunda imagen vemos otra condición  , en este caso no hay lluvia pero si hay viento y también hace frió y sol , por lo tanto se sube el toldo 

trabajo realizado en el laboratorio

A continuación dejamos el vídeo de la explicación a detalle del ejercicio realizado

4. OBSERVACIONES:

• Logramos observar como funcionan las tablas de verdad de las compuertas lógicas NAND, NOR, XOR Y XNOR.
• Observamos que al ingresar en el programa 32x8, si tomábamos en nuestra salida de la tabla el valor restringido como (x) este nos emitía un circuito diferente a comparación de cuando tomábamos el valor negado.
• observamos que al colocar las variables de entradas en diferente orden, nuestras salidas también del mismo modo se encontraran en distinto orden.
• Observamos que algunos de nuestras compuertas lógicas (AND) no se encontraban en buen estado, lo que dificulto el desarrollo del proyecto , por lo cual se procedió a cambiar de maleta
• Observamos que es de gran importancia saber el uso de la álgebra booleana para poder simplificar en caso no podamos usar sofwares externos

5. CONCLUSIONES

• Concluimos que las diferentes tablas de verdad de las distintas compuertas logicas NAND, NOR, XOR Y XNOR son circuitos logicos que nos permiten obtener resultados boleanos (0,1).
• Se llega a la conclusión que tanto las compuertas XOR y XNOR son compuertas inversas entre sí.
• En conclusión si interconectamos nuestras compuertas lógicas entre ellas podemos generar nuevas funciones lógicas.
• Concluimos que cada compuerta lógica además de tener un nombre cada una presenta una numeración que las identifica.
• Concluimos que el uso de las compuerta logicas se puede usar en la vida diaria , en las grandes medianas y pequeñas empresas se usan algo similar llamado PLC que tambien trabaja bajo condiciones que se le pongan

6. FOTO GRUPAL:

integrantes:

DIEGO MARTINEZ

 VALDIVIA RIVERA JONATHAN GABRIEL

 JUAN JOSE ZAVALLOS LIMACHE

 7.BIBLIOGRAFIA Y WEBGRAFIA RECOMENDADA

● Floyd, Thomas (2006) Fundamentos de sistemas digitales. Madrid.: Pearson
Educación (621.381/F59/2006) Disponible Base de Datos Pearson
● Mandado, Enrique (1996) Sistemas electrónicos digitales. México D.F.: Alfaomega.
(621.381D/M22/1996)
● Morris Mano, M. (1986) Lógica digital y diseño de computadoras. México D.F.:
Prentice Hall (621.381D/M86L)
● Tocci, Ronald (2007) Sistemas digitales: Principios y aplicaciones. México D.F.:
Pearson Educación. (621.381D/T65/2007) Disponible Base de Datos Pearson