TAREA05: LÓGICA DIGITAL
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ELECTROTECNIA BÁSICA
IESTP- Escuela de Ingenieria del SENATI 1
TAREA05: LÓGICA DIGITAL
CURSO : ELECTROTECNIA BÁSICA
INSTRUCTOR : RAÚL ROJAS REÁTEGUI
DURACIÓN : 24 Horas
1.- CRITERIOS DE EVALUACIÓN
Criterios de evaluación de individual en el Taller
Criterios de Evaluación A1 A2 A3
Elabora circuitos electrónicos digitales con compuertas lógica, en un simulador de
circuitos electrónicos, en el plazo establecido.
Utilizando el álgebra de Boole, simplifica circuitos digitales combinatorios e
implementa sus circuitos equivalentes, en el plazo establecido.
Elabora circuitos electrónicos combinatorios utilizando el mapa de Karnaugh, en el
plazo establecido.
Usando el circuito integrado 555, elabora señales de reloj en modo astable y biestable,
en el plazo establecido.
Implementa circuitos digitales secuenciales con contadores, en el plazo establecido
0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre
Criterios de evaluación de Trabajo en equipo de cada integrante del grupo
Criterios de Evaluación A1 A2 A3
Colabora con sus compañeros en el desarrollo del taller.
Se implica y compromete en el cumplimiento de sus tareas en el taller y el informe.
Si se presenta una dificultad en el desarrollo del taller o el informe, aporta soluciones
creativas.
Respeta, cumple y expresa su opinión para llegar a acuerdos en el grupo.
Participa en forma puntual de todas las sesiones para el desarrollo del taller y el
informe.
0: Nunca 1: A veces 2 a 3: Muchas veces 4: Siempre
Nombre y Apellidos de los integrantes de cada grupo
Alumno1 (A1):……………………………………………………………………………………..
Alumno2 (A2):……………………………………………………………………………………..
Alumno3 (A3):……………………………………………………………………………………..
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2.- OBJETIVOS
Al término del laboratorio, el estudiante podrá utilizar circuitos reguladores podrá:
Elabora circuitos electrónicos digitales con compuertas lógica, en un simulador de
circuitos electrónicos.
Utilizando el álgebra de Boole, simplifica circuitos digitales combinatorios e implementa
sus circuitos equivalentes.
Elabora circuitos electrónicos combinatorios utilizando el mapa de Karnaugh.
Usando el circuito integrado 555, elabora señales de reloj en modo astable y biestable.
Implementa circuitos digitales secuenciales con contadores.
3.- EQUIPOS Y MATERIALES
Estación de trabajo
Programa de simulación electrónica Proteus.
4.- ORDEN DE EJECUCIÓN:
Infórmate y/o investiga información relacionada al tema del taller.
Planifica el trabajo que vas a desarrollar.
Simula los circuitos antes de implementar.
Comprueba que funcionen como se ha planificado.
Deja el ambiente limpio y ordenado antes de retirarte
5.- OPERACIÓN
5.1.- Normas de seguridad y protección ambiental
Normas de seguridad
No utilices ninguna herramienta o equipo sin conocer su uso, funcionamiento y normas de
seguridad específicas.
Informa al instructor del material roto o averiado.
No fumar, comer o beber en el taller.
Procura no andar de un lado para otro sin motivo y, sobre todo, no corras dentro del
laboratorio.
En caso de producirse un accidente comunícalo inmediatamente al instructor.
Recuerda dónde está situado el botiquín.
Mantenga su puesto de trabajo limpio y ordenado, para evitar accidente.
Mantenga las herramientas ordenadas para evitar accidentes.
.
Normas de protección ambiental
Al acabar la práctica, limpia y ordena el material utilizado.
Los desechos tóxicos, generados en la tarea deben recolectados y entregados al instructor
para ser depositados en tacho de elementos tóxicos.
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5.2.- Comprueba la tabla lógica de las compuertas:
a.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta NOT
Implementa el siguiente circuito. Recuerda que el SW ingresa a la entrada 1 lógico si está cerrado
e ingresa 0 lógico se está abierto.
Llena la siguiente tabla lógica
Entrada Salida
A Q
0
1
b.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta AND
Implementa el siguiente circuito.
Llena la siguiente tabla lógica
ENTRADAS SALIDA
A B Q
0 0
0 1
1 0
1 1
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c.- Comprobando el funcionamiento de la compuerta OR
Implementa el siguiente circuito.
Llena la siguiente tabla lógica
ENTRADAS SALIDA
A B Q
0 0
0 1
1 0
1 1
5.3.- Implementa y simplifica circuitos utilizando el álgebra de Boole:
Circuito 1
Tabla de verdad o tabla lógica del circuito1
0
A
0
B
0
C
12
U1:A74LS04
34
U1:B74LS04
56
U1:C74LS04
1
2
3
U2:A
74LS08
4
5
6
U2:B
74LS08
1
2
3
U3:A
74LS32
4
5
6
U3:B
74LS32
1
2
3
U4:A
74LS00
2
3
1
U5:A
74LS02
1
2
3
U6:A
74LS86
R1100
D1LED-RED
Y(salida)
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Usando las ecuaciones del algebra de Boole de cada una de las compuertas, halla la ecuación
lógica del circuito (ecuación de Y). Utilizando las leyes del algebra de Boole simplifica la ecuación
de salida.
Con el circuito del paso anterior llena la Tabla de verdad o tabla lógica y verifique si coincide con la tabla del circuito sin simplificar.
5.4.- Implementa el circuito2 en el Protoboard.
Implementa los siguientes circuitos en Proteus, realiza el esquema del circuito impreso y los pdf
para realizar la impresion.
Circuito 2
A B C Q
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
A B C Q
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Esquema de circuito simplificado
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Con el circuito del paso anterior llena la Tabla de verdad o tabla lógica y verifique si coincide con la tabla del circuito sin simplificar.
Usando las ecuaciones del algebra de Boole de cada una de las compuertas, halla la ecuación
lógica del circuito (ecuación de Q). Utilizando las leyes del algebra de Boole simplifica la ecuación
de salida.
A B C Q
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
Esquema de circuito simplificado
0
A
0
B
0
C
12
U1:A74LS04
34
U1:B74LS04
56
U1:C74LS04
1
2
3
U2:A
74LS08
4
5
6
U2:B
74LS08
1
2
3
U3:A
74LS32
4
5
6
U3:B
74LS32
1
2
3
U4:A
74LS00
2
3
1
U5:A
74LS02
R1100
D1LED-RED
Y(salida)
4
5
6
U6:B
74LS86
9
10
8
U6:C
74LS86
12
13
11
U6:D
74LS86
5
6
4
U5:B
74LS02
4
5
6
U4:B
74LS00
1
2
3
U6:A
74LS86
Q(Salida)
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5.4.- Implementa los circuitos desde ecuaciones lógicas y comprueba resultados
con tabla de verdad: a. Q= A ( B + C )+ A C
Realiza el esquema digital de la ecuación
Comprueba la ecuación lógica del circuito
ENTRADAS SALIDA
A B C Q
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
b. Q= A (B A)’ + ( A + B)’ C’
Realiza el esquema digital de la ecuación
Comprueba la ecuación lógica del circuito
ENTRADAS SALIDA
A B C Q
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1
1 0 0
1 0 1
1 1 0
1 1 1
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5.5.- Implementa circuitos aplicando el álgebra de Boole: a. Implementar un circuito lógico combinatorio que nos permita visualizar en un display
cátodo común la palabra HOLA
Llena la Tabla de verdad
Calcula la ecuación lógica de cada variable de salida
A’ A A’ A
B’ 0 2
B’ 0 2
B 1 3
B 1 3
a=_________________ b=__________________
A’ A A’ A
B’ 0 2 B’ 0 2
B 1 3 B 1 3
c=_________________ d=__________________
A’ A A’ A
B’ 0 2 B’ 0 2
B 1 3 B 1 3
e=_________________ f=__________________
Código
Decimal
Variables de
entrada
Variables de Salida Visualización
display
A B a b c d e f g
0 0 0 H
1 0 1 O
2 1 0 L
3 1 1 A
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A’ A
B’ 0 2
B 1 3
g=_________________ Grafica el circuito lógico de acuerdo a las ecuaciones obtenidas
b. Implementar un circuito lógico combinatorio que nos permita visualizar en un display
ánodo común la palabra HOLA2016
Llena la Tabla de verdad
Calcula la ecuación lógica de cada variable de salida
Código
Decimal
Variables de
entrada
Variables de Salida Visualización
display
A B C a b c d e f g
0 0 0 0 H
1 0 0 1 O
2 0 1 0 L
3 0 1 1 A
4 1 0 0 2
5 1 0 1 0
6 1 1 0 1
7 1 1 1 7
A’ A A’ A
C’ 0 2 6 4
C’ 0 2 6 4
C 1 3 7 5
C 1 3 7 5
B’ B B’ B’ B B’
a=_____________________________ b=_____________________________
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Grafica el circuito lógico de acuerdo a las ecuaciones obtenidas
5.6.- Señal de Reloj:
5.6.1.- Reloj con 555 en modo Astable
Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera una señal de reloj que se caracteriza por tener una
salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador
del circuito y que se repite en forma cada cierto intervalo de tiempo constante.
Implementar un circuito1:
A’ A A’ A
C’ 0 2 6 4
C’ 0 2 6 4
C 1 3 7 5
C 1 3 7 5
B’ B B’ B’ B B’
c=_____________________________ d=_____________________________
A’ A A’ A
C’ 0 2 6 4 C’ 0 2 6 4
C 1 3 7 5 C 1 3 7 5
B’ B B’ B’ B B’
e=_____________________________ f=______________________________
A’ A
C’ 0 2 6 4
C 1 3 7 5
B’ B B’
g=_____________________________
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Calcule la frecuencia de la señal de reloj teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:
a) Ecuación para calcular el tiempo de carga o pulso positivo o ancho de pulso:
𝑇𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693(𝑅1 + 𝑅2)𝐶1 (1)
b) Ecuación para calcular el tiempo de descarga o pulso negativo:
𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅1𝐶1 (2)
c) Ecuación para calcular la frecuencia de la señal de reloj:
𝑓 =1
0.693(𝑅1 + 2𝑅2)𝐶1 (3)
d) Ecuación para calcular el ciclo útil
𝐷(%) =𝑅1 + 𝑅2
𝑅1 + 2𝑅2∗ 100 (4)
Manteniendo del valor del condensador 1 constante en 10uF, y variando el valor de la resistencia 2 (R2), llene la siguiente tabla:
VALOR R2 FRECUENCIA CALCULADA
FRECUENCIA MEDIDA
CICLO ÚTIL MEDIDO
CICLO ÚTIL CALCULADO
1KΩ
100KΩ
1MΩ
Indique sus observaciones:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… Manteniendo del valor de resistencia 2 (R2) constante en 1KΩ, y variando el valor del condensador 1 (C1), llene la siguiente tabla:
VALOR C1 FRECUENCIA CALCULADA
FRECUENCIA MEDIDA
CICLO ÚTIL MEDIDO
CICLO ÚTIL CALCULADO
10nF
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1uF
22uF
Indique sus observaciones:
…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… 5.6.2.- Circuito 555 en modo astable con ciclo de trabajo amplio.
Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera una señal de reloj que se caracteriza por tener una
salida con forma de onda cuadrada (o rectangular) continua de ancho predefinido por el diseñador
del circuito y que se repite en forma cada cierto intervalo de tiempo constante.
El condensador se carga por CT se carga solamente por la resistencia RA, porque el diodo D1
cortocircuita RB durante el tiempo de carga. Cuando CT se descarga lo hace a través de RB,
porque el diodo D2 se cortocircuita RA durante la descarga.
Calcule la frecuencia de la señal de reloj teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:
a) Ecuación para calcular el tiempo de carga o pulso positivo o ancho de pulso:
𝑇𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅𝐴𝐶𝑇 (1)
b) Ecuación para calcular el tiempo de descarga o pulso negativo:
𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 0.693𝑅𝐵𝐶𝑇 (2)
c) Ecuación para calcular la frecuencia de la señal de reloj:
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𝑓 =1
0.693(𝑅𝐴 + 𝑅𝐵)𝐶𝑇 (3)
d) Ecuación para calcular el ciclo útil
𝐷(%) =𝑅𝐴
𝑅𝐴 + 𝑅𝐵∗ 100 (4)
Manteniendo del valor del condensador (CT) constante en 10nF y RA=10KΩ, y variando el valor de
la resistencia RB, llene la siguiente tabla:
VALOR RB FRECUENCIA CALCULADA
FRECUENCIA MEDIDA
CICLO ÚTIL MEDIDO
CICLO ÚTIL CALCULADO
1KΩ
100KΩ
1MΩ
Indique sus observaciones:
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
5.6.3.- Circuito 555 en modo monoestable.
Este tipo de funcionamiento del CI 555 genera un pulso positivo, el cual dura un intervalo de
tiempo. Este pudo se genera al introducir en el PIN 2 del CI un 1 lógico.
Para calcular el tiempo de duración del ancho de pulso se utiliza la siguiente ecuación:
𝑇𝐷𝐸𝑆𝐶𝐴𝑅𝐺𝐴 = 1.1𝑅1𝐶1
Cambie el valor ce C1 (1pF, 1nF y 1uF) presione el pulsador después de cada cambio. Indique
sus observaciones:
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…………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………
5.7.- Circuito contador de 0 a 9.
Este circuito es un contador utiliza un reloj con el CI 555 en modo astable, donde la velocidad del
conteo lo determina el potenciómetro RV1 y el valor de C2.
Implementar un circuito1:
5.8.- Dado digital.
Este circuito utiliza un reloj en modo astable con un temporizador, que al presionar el pulsador
genera la señal de reloj, por un determinado periodo de tiempo, cuyo valor depende de C2. Para
aumentar el tiempo de espera del valor del dado el condensador debe tener mayor capacidad.
La compuerta AND permite que el reloj se resetee cuando llegue a 7 (para realizar una cuenta de 0
a 6), la compuerta NOT permite que cuando este en cero el valor se cambie a 1 para lo cual en se
prefijan D3D2D1D0=0001, generando los valores permitidos en un dado: 1, 2, 3, 4, 5 y 6.
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5.9.- Ruleta digital de 16 opciones.
Diseñar una ruleta en cartón o madera una circunferencia divida desde el centro en 16 espacios
cada uno de ellos debe estar numerado de 1 a 16. En cada uno de ellos debe está instalado uno
de los diodos LED que muestra el esquema.
5.10.- Investiga e Implementa:
Cada integrante del grupo debe investigar e implementar (esquema y pistas del impreso) un
circuito que no ha sido tratado en el laboratorio y explicar de manera concisa y breve su
funcionamiento el informe del laboratorio.
Implementa los circuitos investigados en el laboratorio, cada uno de ellos debe ser revisado y
firmado por el instructor.