LABORATORIO NRO. 1

Laboratorio N°1:  Sistema de seguridad digital

FASE 1: Puertas y funciones lógicas

I. CAPACIDAD TERMINAL

Reconocer las áreas de aplicación de la Electrónica Digital.

Identificar las características de los dispositivos digitales más utilizados.

Diseñar sistemas combinacionales y secuenciales.

II. 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.

III. MARCO TEORICO

COMPUERTAS LÓGICAS

Las computadoras digitales utilizan el sistema de números binarios, que tiene dos dígitos 0 y 1. Un dígito binario se denomina un bit. La información está representada en las computadoras digitales en grupos de bits. 

La información binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, Las señales eléctricas tales como voltajes existen a través del sistema digital en cualquiera de dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0. Por ejemplo, un sistema digital particular puede emplear una señal de 3 volts para representar el binario "1" y 0.5 volts para el binario "0". La siguiente ilustración muestra un ejemplo de una señal binaria.

Como se muestra en la figura, cada valor binario tiene una desviación aceptable del valor nominal. La región intermedia entre las dos regiones permitidas se cruza solamente durante la transición de estado. Los terminales de entrada de un circuito digital aceptan señales binarias dentro de las tolerancias permitidas y los circuitos responden en los terminales de salida con señales binarias que caen dentro de las tolerancias permitidas.

Compuerta AND

La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND: esto es: la salida es 1 si la entrada A y la entrada B están ambas en el binario 1: de otra manera, la salida es 0. 

El símbolo de operación algebraico de la función AND es el mismo que el símbolo de la multiplicación de la aritmética ordinaria (*).

Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si todas las entradas son 1.

Compuerta OR

La compuerta OR produce la función sumadora, esto es, la salida es 1 si la entrada A o la entrada B o ambas entradas son 1; de otra manera, la salida es 0. El símbolo algebraico de la función OR (+), es igual a la operación de aritmética de suma. 

Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.

Compuerta Separador (yes)

Un símbolo triángulo por sí mismo designa un circuito separador, el cual no produce ninguna función lógica particular puesto que el valor binario de la salida es el mismo de la entrada. 

Este circuito se utiliza simplemente para amplificación de la señal.

Compuerta NOT

El circuito NOT es un inversor que invierte el nivel lógico de una señal binaria. Produce el NOT, o función complementaria. El símbolo algebraico utilizado para el complemento es una barra sobra el símbolo de la variable binaria. 

Si la variable binaria posee un valor 0, la compuerta NOT cambia su estado al valor 1 y viceversa. 

El círculo pequeño en la salida de un símbolo gráfico de un inversor designa un inversor lógico. Es decir cambia los valores binarios 1 a 0 y viceversa.

Compuerta NAND

Es el complemento de la función AND, como se indica por el símbolo gráfico, que consiste en una compuerta AND seguida por un pequeño círculo (quiere decir que invierte la señal).

La designación NAND se deriva de la abreviación NOT - AND. Una designación más adecuada habría sido AND invertido puesto que es la función AND la que se ha invertido.

Compuerta NOR

La compuerta NOR es el complemento de la compuerta OR y utiliza el símbolo de la compuerta OR seguido de un círculo pequeño (quiere decir que invierte la señal). Las compuertas NOR pueden tener más de dos entradas, y la salida es siempre el complemento de la función OR.

IV. EVIDENCIA DE TAREAS DE LABORATORIO

VIDEO

V. OBSERVACIONES

• Se pudo observar que al aumentar el voltaje, los modulos de compuertas lógicas tendían a sobrecalentarse mas rápidamente
• Las puertas lógicas AND y OR utilizadas en el protoboard solo trabajan con 5V, ya que esa es la cantidad optima que necesitan.
• Se pudo apreciar que al ser alimentados los módulos de compuertas se encuentran por defecto en salida 1, pues encienden su luz automáticamente.

VI. CONCLUSIONES

• Comprendimos y aplicamos el mapa de KARNAUGH:, método que nos facilita enormemente la simplificación de ecuaciones lógicas.
• Reconocimos y aplicamos tanto teóricamente como experimentalmente las principales funciones lógicas.
• La compuerta AND  funciona como multiplicacion y la compuerta OR funciona como suma.
• La práctica hecha nos ayudó para comprender y analizar de mejor manera las compuertas utilizadas y las condiciones que nos dieron para el circuito.

Foto grupal