Post on 08-Aug-2015
Principios Eléctricos y Aplicaciones DigitalesPráctica #4 “Circuito Sumador Completo”
07/03/2012Ing. en Sistemas ComputacionalesProfesor: Ing. Guillermo Castañeda Ortiz
EQUIPO #4:
Carlos Jaime López Martínez
Mario Mendoza Ramírez
Alfonso Cruz Cañas
Norman Ivor Grande Uribe
Gustavo Mera Hernández
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
PRÁCTICA #4
CIRCUITO SUMADOR COMPLETO
Objetivo:
Se diseñara un circuito el cual demostrara las características de un sumador binario, en base a las operaciones que se establecieron para fines prácticos, el cual debe de coincidir todas y cada una de ellas. (Resultados)
Marco teórico (4 páginas, máximo 40% imágenes)
Compuerta Lógica ( AND)
Las puertas lógicas AND (o Y en castellano) son circuitos de varias entradas y una sola salida, caracterizadas porque necesitan disponer de un nivel 1 en todas las primeras para que también la salida adopte ese nivel.
Basta con que una o varias entradas estén en el nivel 0 para que la salida suministre también dicho nivel. Todas las unidades AND o derivadas del AND, deben tener señal simultánea en todas sus entradas para disponer de señal de salida
Observando el funcionamiento de la unidad AND se comprende fácilmente que las entradas pueden ser aumentadas indefinidamente. Las compuertas AND pueden tener más de dos entradas y por definición, la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
La compuerta lógica AND realiza la operación booleana de producto lógico. Su símbolo es un punto aunque a veces se omite. Su número es 7408.Ecuación CaracterísticaF= A*B o F= AB o F= (A) (B)
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Tabla de Verdad AND
A (entrada)
B (entrada)
F (salida)
0 0 0
1 0 0
0 1 0
1 1 1
Diagrama
Materiales del ensamble para prueba1- 74081- led1-Dip switch de 2 o 4 interruptores3-resistencia 220kFuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Compuerta Lógica (OR)
La función reunión, también llamada O, al traducir su nombre ingles OR, es la que solo necesita que exista una de sus entradas a nivel 1 para que la salida obtenga este mismo nivel. La expresión algebraica de esta función, suponiendo que disponga de dos entradas, es la siguiente: s = a + b. Es suficiente que tenga señal en cualquiera de sus entradas para que de señal de salida (OR). Las compuertas OR pueden tener más de dos entradas y por definición la salida es 1 si cualquier entrada es 1.
La compuerta lógica OR realiza la operación booleana de suma lógicas símbolo es un signo de mas (+).Su número es 7432.
Ecuación Característica
F=A+B
Tabla de Verdad OR
A (entrada)
B (entrada)
F (salida)
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 1
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Diagrama
Materiales del ensamble para prueba
1- 7432
1- led
1-Dip switch de 2 o 4 interruptores
3-resistencia 220k
Fuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)
Compuerta lógica (XOR)
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
La compuerta lógica XOR o OR-Exclusiva realiza la función booleana A¯B+AB¯. Su símbolo es el más (+) dentro de un círculo. Su número es 7486.
Ecuación Característica
F= A¯B+AB¯
Tabla de Verdad XOR
A (entrada)
B (entrada)
F (salida)
0 0 0
1 0 1
0 1 1
1 1 0
Diagrama
Materiales del ensamble para prueba
1- 7486
1- led
1-Dip switch de 2 o 4 interruptores
3-resistencia 220k
Fuente de voltaje de 5V (para alimentación y para switches)
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Resistencias (10 Resistencias de 4.7 K ¼ W)
Resistencia eléctrica es toda oposición que encuentra la corriente a su paso por un circuito eléctrico cerrado, atenuando o frenando el libre flujo de circulación de las cargas eléctricas o electrones.
Cualquier dispositivo o consumidor conectado a un circuito eléctrico representa en sí una carga, resistencia u obstáculo para la circulación de la corriente eléctrica.
Normalmente los electrones tratan de circular por el circuito eléctrico de una forma más o menos organizada, de acuerdo con la resistencia que encuentren a su paso. Mientras menor sea esa resistencia, mayor será el orden existente en el micro mundo de los electrones; pero cuando la resistencia es elevada, comienzan a chocar unos con otros y a liberar energía en forma de calor. Esa situación hace que siempre se eleve algo la temperatura del conductor y que, además, adquiera valores más altos en el punto donde los electrones encuentren una mayor resistencia a su paso.
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
74LS08 --- AND El TTL (Lógica Transistor a Transistor) 7408 es un Circuito integrado (CI) que contiene la puerta lógica AND.
Circuito Integrado: 7408 Operador: AND Tecnología: TTL, 74LS08, 74S08 Puertas: 4 Entradas: 2 por puerta Cápsula: DIP 14 pins
Características Técnicas
Las Características Técnicas son las siguientes:
Características Técnicas
Parámetro 7408 74LS08 74S08 UNIDAD
Tensión de alimentación Vcc 5 ±0.25 5 ±0.25 5 ±0.25 V
Tensión de entrada nivel alto VIH 2.0 a 5.5 2.0 a 7.0 2.0 a 5.5 V
Tensión de entrada nivel bajo VIL-0.5 a
0.8-0.5 a 0.8
-0.5 a
0.8V
Tensión de salida nivel alto VOH
condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIH =
2.0
2.4 a 3.4 2.7 a 3.4 2.7 a 3.4 V
Tensión de salida nivel bajo VOL
condiciones de funcionamiento: VCC = 4.75, VIL =
0.2 a 0.40.35 a
0.5Max 0.5 V
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
0.8
Corriente de salida nivel alto IOH Max -0.8 Max -0.4 Max -1 mA
Corriente de salida nivel alto IOL Max 16 Max 8 Max 20 mA
Tiempo de propagación 15.0 9.0 5.0 Ns
Descripción de las Terminales del CI 7408
Configuración 7408
Pin 1: La entrada A de la compuerta 1.
Pin 2: La entrada B de la compuerta 1.
Pin 3: Aquí veremos el resultado de la operación de la primera compuerta.
Pin 4: La entrada A de la compuerta 2.
Pin 5: La entrada B de la compuerta 2.
Pin 6: Aquí veremos el resultado de la operación de la segunda compuerta.
Pin 7 Normalmente GND: Es el polo negativo de la alimentación, generalmente tierra.
Pin 8: Aquí veremos el resultado de la operación de la cuarta compuerta.
Pin 9: La entrada B de la compuerta 4.
Pin 10: La entrada A de la compuerta 4.
Pin 11: Aquí veremos el resultado de la operación de la tercera compuerta.
Pin 12: La entrada B de la compuerta 3.
Pin 13: La entrada A de la compuerta 3.
Pin 14 Normalmente VCC: Alimentación, es el pin donde se conecta el voltaje de alimentación que va de 5
± 0.25 voltios.
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Funcionamiento de la Compuerta AND
Puerta Lógica AND
Cada compuerta tiene dos variables de entrada designadas por A y B y una salida
binaria designada por Q. La compuerta AND produce la multiplicación lógica AND
dada por la siguiente tabla de verdad:
Tabla de Verdad
A B Q
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
74LS86 --- XOR
La compuerta XOR o EXOR es una puerta lógica digital que se comporta de acuerdo a la tabla de verdad
mostrada a la derecha. Cuando todas sus entradas son distintas entre sí para dos entradas A y B, o cuando el
número de 1 (unos) da una cantidad impar para el caso de tres o más entradas, su salida está en 1 o en ALTA.
Se puede ver claramente que la salida X solamente es "1" (1 lógico, nivel alto) cuando la entrada A es distinta a
la B.
Esta situación se representa en Álgebra booleana como: X = (-A) * B + A * (-B)
La representación circuital es con pulsadores normales cerrados y abiertos, conectados en un circuito
combinado.
Las compuertas Lógicas XOR o EXOR se fabrican de dos y tres entradas:
Códigos de los fabricantes de Circuitos Integrados para la compuerta XOR:
De dos entradas: CD 4070
De dos entradas: CD 4030
De dos entradas: SN7486
De tres entradas: SN74LVC1G386
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Botón Pulsador (Push Button)
Un botón o pulsador es un dispositivo utilizado para activar alguna
función. Los botones son de diversa forma y tamaño y se encuentran en
todo tipo de dispositivos, aunque principalmente en aparatos eléctricos o
electrónicos. Los botones son por lo general activados al ser pulsados,
normalmente con un dedo. Corriente mientras es accionado. Cuando ya
no se actúa sobre él vuelve a su posición de reposo.
Puede ser el contacto normalmente cerrado en reposo NC, o con el
contacto normalmente abierto NA.
Descripción
Consta del botón pulsador; una lámina conductora que establece contacto con los dos terminales al oprimir el
botón, y un muelle que hace recobrar a la lámina su posición primitiva al cesar la presión sobre el botón pulsador.
Tipos
Diferentes tipos de pulsadores: (a) Basculante. (b) Pulsador timbre. (c) Con señalizador. (d) Circular. (e)
Extraplano.
Funcionamiento
Un botón de un dispositivo electrónico, funciona por lo general como un interruptor eléctrico, es decir en su
interior tiene dos contactos, uno, si es un dispositivo NA (normalmente abierto) o NC (normalmente cerrado), con
lo que al pulsarlo se activará la función inversa de la que en ese momento este realizando.
Usos
El "botón" se ha utilizado en calculadoras, teléfonos, electrodomésticos, y varios otros dispositivos mecánicos y
electrónicos, del hogar y comerciales.
En las aplicaciones industriales y comerciales, los botones pueden ser unidos entre sí por una articulación
mecánica para que el acto de pulsar un botón haga que el otro botón para ser puesto en libertad. De esta
manera, un botón de parada se puede "forzar" un botón de inicio para ser puesto en libertad. Este método de
unión se utiliza en simples operaciones manuales en las que la máquina o proceso no tienen circuitos
eléctricos para el control.
Diseño
Hay que tener en cuenta, a la hora de diseñar circuitos electrónicos, que la excesiva acumulación de botones,
puede confundir al usuario, por lo que se tenderá a su uso más imprescindible.
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
También existen "botones virtuales", cuyo funcionamiento debe ser igual al de los "físicos"; su uso queda
restringido para pantallas táctiles o gobernadas por otros dispositivos electrónicos.
BCD A 7 SEGMENTOSDECODER / DRIVER
Los SN54/74LS47 son de baja potencia Schottky BCD a 7-Segment Decoder/ Drivers que consisten en compuertas NAND, tampones de entrada y siete AND-OR-INVERTpuertas. Ofrecen activos bajos resultados, fregadero de alta corriente para conducirindicadores directamente. Siete compuertas NAND y un conductor están conectados en parejaspara que los datos BCD y su complemento, a disposición de
la decodificación de sieteAND-OR-INVERT puertas. La compuerta NAND restante y tres buffers de entradaproporcionar prueba de la lámpara, el corte de entrada / salida de onda-supresión y la ondulación de borrado-entrada.Los circuitos de aceptar 4-bit binario decimal codificado (BCD) y, dependiendoel estado de las entradas auxiliares, descodifica esta información para conducir una pantalla 7-segmentoindicador. Los relativos lógica positiva niveles de salida, así como las condicionesrequerido en las entradas auxiliares, se muestran en las tablas de verdad. salidaconfiguraciones de la SN54 / 74LS47 están diseñados para soportar la relativamentealtos voltajes necesarios para los indicadores de 7 segmentos.Estas salidas se soportar 15 V con una corriente inversa máxima de250 mA. Segmentos del indicador, que requieren hasta 24 mA de corriente puede ser impulsadodirectamente de los SN74LS47 transistores de alto rendimiento de salida. mostrarpautas para el recuento de entrada BCD anteriores nueve son símbolos únicos para autenticarcondiciones de entrada.El SN54/74LS47 incorpora lleva automática y / o del borde de salidacero de supresión de control (RBI y RBO). Lámpara de prueba (LT) puede realizarse en cualquiertiempo que el nodo de BI / RBO es un nivel ALTO. Este dispositivo también contiene unentrada principal de borrado (BI) que puede utilizarse para controlar la intensidad de la lámparavariando el ciclo de la frecuencia y trabajo de la señal de entrada BI o para inhibirelsalidas.• Capacidad de Modulación de intensidad de la lámpara (BI / RBO)• Salidas de colector abierto
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
• Provisión de la lámpara de prueba• Entrada / salida de supresión de ceros• Diodos Clamp entrada de límite de alta velocidad Efectos de terminación
Material
Diagrama lógico del circuito
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Explicación de funcionamiento (1 página)
Utilizando el ejemplo del sumador completo de dos bits. Diseñe un sumador completo que sume dos números de dos bits. Es decir, A y B ahora serán dos números de dos bits más el carry de entrada.
Tome de referencia el diagrama a bloques de la figurza siguiente.
Agregue al circuito de salida un decodificador de BCD a 7 segmentos y un display de siete segmentos para exhibir su resultado.
Compruebe las siguientes operaciones y realice una tabla con los datos de entrada y su resultado.
a. 0+0b. 0+2c. 2+2
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
d. 3+3+Cin
e. Las restantes.
Resultados y fotos
INSTITUTO TECNOLOGICO SUPERIOR DEL OCCIDENTE DEL ESTADO DE HIDALGO
INGENIERÍA EN SISTEMAS COMPUTACIONALES
PRINCIPIOS ELECTRICOS Y APLICACIONES DIGITALES
Conclusiones individuales
Carlos Jaime López Martínez
En lo particular esta práctica, me resulto de gran ayuda, al poder corroborar satisfactoriamente, el resultado de un sumador binario.
Alfonso Cruz Cañas
Este circuito fue de mi agrado por que, con ello aprendimos que combinaciones de sumas binarias resulta.
Mario Mendoza Ramírez
Esta pequeña práctica, pude comprobar los resultados de las operaciones realizadas en teoría. Y saber que si son correctas.
Norman Ivor Grande Uribe
Este circuito resulto muy bueno ya que en cada una de las conexiones, hay un porqué de su función de cada componente, el cual lleva a ese resultado correcto, de las operaciones.
Gustavo Mera Hernández
Pienso que fue una excelente práctica para que retroalimentemos cada uno, y así salir de esas pequeñas dudas. La cual la mejor opción es en la práctica.