Laboratorio 01 ⚡ Puertas y Funciones Lógicas ⚡

Las Compuertas Lógicas son circuitos electrónicos conformados internamente por transistores que se encuentran con arreglos especiales con los que otorgan señales de voltaje como resultado o una salida de forma booleana, están obtenidos por operaciones lógicas binarias (suma, multiplicación). También niegan, afirman, incluyen o excluyen según sus propiedades lógicas. Estas compuertas se pueden aplicar en otras áreas de la ciencia como mecánica, hidráulica o neumática.

Existen diferentes tipos de compuertas y algunas de estas son más complejas, con la posibilidad de ser simuladas por compuertas más sencillas. Todas estas tienen tablas de verdad que explican los comportamientos en los resultados que otorga, dependiendo del valor booleano que tenga en cada una de sus entradas.

Fig. 1 Compuertas Lógicas

Trabajan en dos estados, “1” o “0”, los cuales pueden asignarse a la lógica positiva o lógica negativa. El estado 1 tiene un valor de 5v como máximo y el estado 0 tiene un valor de 0v como mínimo y existiendo un umbral entre estos dos estados donde el resultado puede variar sin saber con exactitud la salida que nos entregara. Las lógicas se explican a continuación:

• La lógica positiva es aquella que con una señal en alto se acciona, representando un 1 binario y con una señal en bajo se desactiva. representado un 0 binario.
• La lógica negativa proporciona los resultados inversamente, una señal en alto se representa con un 0 binario y una señal en bajo se representa con un 1 binario.

A continuación, vamos a analizar las diferentes operaciones lógicas una por una comenzando por la más simple:

Compuerta AND

Esta compuerta es representada por una multiplicación en el Algebra de Boole. Indica que es necesario que en todas sus entradas se tenga un estado binario 1 para que la salida otorgue un 1 binario. En caso contrario de que falte alguna de sus entradas con este estado o no tenga si quiera una accionada, la salida no podrá cambiar de estado y permanecerá en 0. Esta puede ser simbolizada por dos o más interruptores en serie de los cuales todos deben estar activos para que esta permita el flujo de la corriente.

Fig. 2 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta AND.

Compuerta OR

En el Algebra de Boole esta es una suma. Esta compuerta permite que con cualquiera de sus entradas que este en estado binario 1, su salida pasara a un estado 1 también. No es necesario que todas sus entradas estén accionadas para conseguir un estado 1 a la salida, pero tampoco causa algún inconveniente. Para lograr un estado 0 a la salida, todas sus entradas deben estar en el mismo valor de 0. Se puede interpretar como dos interruptores en paralelo, que sin importar cual se accione, será posible el paso de la corriente.

Fig. 3 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta OR.

Compuerta NOT

En este caso esta compuerta solo tiene una entrada y una salida y esta actúa como un inversor. Para esta situación en la entrada se colocará un 1 y en la salida otorgara un 0 y en el caso contrario esta recibirá un 0 y mostrara un 1. Por lo cual todo lo que llegue a su entrada, será inverso en su salida.

Fig. 4 Tabla, Representación y Fórmula Compuerta NOT.

Informe:

1. ¿Qué he aprendido? (Objetivo)

v  Reconocer las áreas de aplicación de la Electrónica Digital.

v  Identificar las características de los dispositivos digitales más utilizados.

v  Diseñar sistemas combinacionales y secuenciales.

v  Comprobar las tablas de verdad de puertas lógicas y sus combinaciones.

v  Conocer las principales Puertas Lógicas, su simbología y comportamiento

v  Utilizar un módulo con las puertas lógicas para comprobar el comportamiento de los mismos

2. ¿Cómo lo he aprendido? (Procedimiento)

Primeramente, escuchando las indicaciones del docente y conociendo las funciones lógicas de cada puerta lógica ya sea AND, OR, NAND, NOR, NOT.

Luego procedemos a realizar el problema planteado, comenzando con:

v  Planteamiento del problema.

v  Elaboración de la Tabla de verdad.

v  Simplificación con Mapa de Karnaugh.

v  Deducción de la Ecuación lógica.

Luego procedemos a revisar el funcionamiento del circuito con ayuda de un módulo de puertas lógicas.

3. ¿Qué es lo que no he acabado de aprender? (Dificultades)

En esta clase solo tuve una dificultad con la simplificación del Mapa del Karnaugh que finalmente con ayuda del docente pude comprender mejor.

4. ¿Qué tendría que hacer para mejorar?

Tendría que repasar más sobre el tema y venir con una base de conocimiento avanzado y así poder realizar un correcto laboratorio y las dudas que tenga preguntar al docente y luego proceder a ejecutar el circuito.