Práctica #1.
Nombre de la práctica: Comprobación tablas de verdad.
Nombre: David Santiago Martínez Molina
Código: 20181005164
Asignatura: Fundamentos de circuitos digitales
Programa : Ingeniería Electrónica
Docente : César Andrey Perdomo Charry
INTRODUCCIÓN:
En el presente informe se mostrará lo realizado en la práctica #1, que fue realizada mediante el simulador TinkerCad. Empezamos aclarando que las compuertas lógicas tienen una o más entradas y solo una salida. El comportamiento que tiene cada una de ellas se especifica mediante una tabla de verdad. Dicha tabla de verdad nos proporciona los estados y combinaciones posibles que pueden suceder entre sus entradas y el valor que toma la salida en cada caso. En la electrónica digital se trabaja con el sistema binario, los dos dígitos de este sistema se denominan bit, existen dos estados lógicos el “1” , que es es cuando el voltaje esta por encima del umbral o también se denomina nivel ALTO y el estado “0” es cuando esta por debajo, cuando se tiene el nivel de tensión más bajo, que también se denomina nivel BAJO.
En esta práctica trabajamos con diferentes tipos de circuitos integrados. Un circuito integrado es una pieza que generalmente es de silicio o de algún otro material semiconductor de pequeño tamaño, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. En este laboratorio se trabajo con algunos integrados de la serie 7400, en la figura 1 se puede observar como es la apariencia y el circuito de uno de ellos, que en este caso es el 7404.
Estos circuitos integrados poseen una hoja de datos o Datasheet, donde se encuentra un manual de instrucciones de los componentes, también se encuentran los valores de tensión máximos y mínimos que pueden recibir estos integrados. En esta hoja de datos es donde encontramos las respectivas tablas de verdad y el diagrama del circuito. Para este laboratorio fue muy importante conseguir estas hojas de datos como se verá más adelante.
Para realizar el circuito de esta práctica, tenemos dos configuraciones posibles, que son Pull-Up y Pull-Down. (Figura 2).
En la configuración Pull-Up se tiene una resistencia se encuentra conectada directamente al voltaje VCC, y un conmutador que esta conectado a tierra. Al tener esto de esta manera y el conmutador este abierto, en la entrada de nuestro circuito digital se tiene un 1 lógico o un ALTO. Pero al oprimir o cerrar el conmutador se tiene que en la entrada ahora se tiene un BAJO o 0 lógico. Y en la configuración Pull-Down tenemos una resistencia que va conectada directamente a tierra, y un conmutador que se encuentra conectado a VCC, teniendo esto se puede ver, que en la entrada del circuito digital se tiene un BAJO o 0 lógico, cuando el conmutador se encuentra abierto. Al cerrar este conmutador en la entrada se ve un ALTO o 1 lógico. Según esto, podemos decir que la configuración Pull-Up se rige mediante una lógica negativa, y la configuración Pull-Down mediante una lógica Positiva.
Las resistencias de estas configuraciones como se evidencia en la imagen, tienen un valor de 10kΩ, es aconsejable tener este valor o de rangos similares para con esto evitar algún tipo de corto que pueda suceder.
Para este laboratorio fue muy útil utilizar el simulador mencionado anteriormente, que corresponde a TinkerCad. Los materiales usados para elaborar esta práctica fueron los siguientes:
-1 protoboard
-1 SPST de conmutadores DIP x 4
-4 Resistencias de valor 10kΩ
-1 Resistencia de 330Ω
-Cables
-Fuente de 4,5V(Construida a partir de pilas de 1,5V)
-1 Diodo Led
-1 C.I: 7402 Cuádruple NOR de dos entradas
-1 C.I: 7404 Inversor séxtuple
-1 C.I: 7408 Cuádruple AND de dos entradas
-1 C.I: 7410 Triple NAND de tres entradas
-1 C.I: 7411 Triple AND de tres entradas
-1 C.I: 7420 Doble NAND de cuatro entradas
-1 C.I: 7421 Doble AND de cuatro entradas
-1 C.I: 7427 Triple NOR de tres entradas
-1 C.I: 7432 Cuádruple OR de dos entradas
-1 C.I: 7486 Cuádruple XOR
En esta práctica trabajamos con diferentes tipos de circuitos integrados. Un circuito integrado es una pieza que generalmente es de silicio o de algún otro material semiconductor de pequeño tamaño, sobre la que se fabrican circuitos electrónicos que está protegida dentro de un encapsulado de plástico o cerámica. En este laboratorio se trabajo con algunos integrados de la serie 7400, en la figura 1 se puede observar como es la apariencia y el circuito de uno de ellos, que en este caso es el 7404.
Figura 1. Integrado 7404
Estos circuitos integrados poseen una hoja de datos o Datasheet, donde se encuentra un manual de instrucciones de los componentes, también se encuentran los valores de tensión máximos y mínimos que pueden recibir estos integrados. En esta hoja de datos es donde encontramos las respectivas tablas de verdad y el diagrama del circuito. Para este laboratorio fue muy importante conseguir estas hojas de datos como se verá más adelante.
Para realizar el circuito de esta práctica, tenemos dos configuraciones posibles, que son Pull-Up y Pull-Down. (Figura 2).
Figura 2. Configuraciones Pull-Up y Pull-Down.
En la configuración Pull-Up se tiene una resistencia se encuentra conectada directamente al voltaje VCC, y un conmutador que esta conectado a tierra. Al tener esto de esta manera y el conmutador este abierto, en la entrada de nuestro circuito digital se tiene un 1 lógico o un ALTO. Pero al oprimir o cerrar el conmutador se tiene que en la entrada ahora se tiene un BAJO o 0 lógico. Y en la configuración Pull-Down tenemos una resistencia que va conectada directamente a tierra, y un conmutador que se encuentra conectado a VCC, teniendo esto se puede ver, que en la entrada del circuito digital se tiene un BAJO o 0 lógico, cuando el conmutador se encuentra abierto. Al cerrar este conmutador en la entrada se ve un ALTO o 1 lógico. Según esto, podemos decir que la configuración Pull-Up se rige mediante una lógica negativa, y la configuración Pull-Down mediante una lógica Positiva.
Las resistencias de estas configuraciones como se evidencia en la imagen, tienen un valor de 10kΩ, es aconsejable tener este valor o de rangos similares para con esto evitar algún tipo de corto que pueda suceder.
MATERIALES Y EQUIPOS:
Para este laboratorio fue muy útil utilizar el simulador mencionado anteriormente, que corresponde a TinkerCad. Los materiales usados para elaborar esta práctica fueron los siguientes:-1 protoboard
-1 SPST de conmutadores DIP x 4
-4 Resistencias de valor 10kΩ
-1 Resistencia de 330Ω
-Cables
-Fuente de 4,5V(Construida a partir de pilas de 1,5V)
-1 Diodo Led
-1 C.I: 7402 Cuádruple NOR de dos entradas
-1 C.I: 7404 Inversor séxtuple
-1 C.I: 7408 Cuádruple AND de dos entradas
-1 C.I: 7410 Triple NAND de tres entradas
-1 C.I: 7411 Triple AND de tres entradas
-1 C.I: 7420 Doble NAND de cuatro entradas
-1 C.I: 7421 Doble AND de cuatro entradas
-1 C.I: 7427 Triple NOR de tres entradas
-1 C.I: 7432 Cuádruple OR de dos entradas
-1 C.I: 7486 Cuádruple XOR
METODOLOGÍA:
Para esta práctica lo primero que se realizo fue investigar los DataSheet de cada integrado mencionado. Con esta hoja de datos, se procedió a analizar como es la organización del integrado, y revisando el diagrama de conexión, conocer la cantidad de entradas y los respectivos pines de entrada y salida, también para reconocer la compuerta lógica con la que estábamos trabajando y su respectiva tabla de verdad. También como las indicaciones y tener claros los valores de tensión que puede recibir nuestro integrado. Luego de esto me dirigí al simulador y arme los respectivos circuitos con los diferentes tipos de circuitos integrados requeridos, como se puede ver en la figura 3 , que corresponde al circuito con el integrado 7402.
Figura 3. Circuito realizado.
Cómo se puede ver en el circuito, maneje una configuración Pull-Down, ya que tenemos una resistencia de 10KΩ conectada a tierra y el otro terminal conectado al Switch y a una entrada de nuestro integrado. El switch se encuentra conectado directamente a VCC, que en este caso son 4.5V. Como sabemos, esto quiere decir que cuando tenemos el switch apagado o sin pulsar, tenemos en la entrada del integrado un 0 lógico o BAJO, y cuando pulsamos el Switch, tenemos un 1 lógico o ALTO, en la entrada del integrado.
Teniendo claro la configuración usada, procedí a reconocer las entradas y salidas, basándome en el diagrama de conexión y de rectificar las tablas de verdad de cada integrado, que como lo mencione anteriormente, se encuentran en las hojas de datos. Una de ellas es la que se encuentra en la figura 4 , que es es el diagrama de conexión y la tabla de verdad del integrado 7402.
Teniendo claro la configuración usada, procedí a reconocer las entradas y salidas, basándome en el diagrama de conexión y de rectificar las tablas de verdad de cada integrado, que como lo mencione anteriormente, se encuentran en las hojas de datos. Una de ellas es la que se encuentra en la figura 4 , que es es el diagrama de conexión y la tabla de verdad del integrado 7402.
Figura 4. Tabla de verdad y diagrama de conexión integrado:7402.
Cada comprobación de dichas tablas de verdad de los circuitos integrados requeridos se encuentran en el siguiente vídeo: https://youtu.be/lW1xBBfHBDo .
ANÁLISIS DE RESULTADOS:
Después de comprobar cada una de las tablas de verdad de los circuitos integrados requeridos, podemos decir que el laboratorio se concluyo exitosamente, ya que se tuvo el resultado que se esperaba con la configuración que utilice, que fue Pull-Down. En el vídeo no se muestra, pero también interactuando con el simulador y variando el voltaje que ingresa al circuito, pude comprobar un dato muy importante que se da en el Datasheet de cada integrado, y es que si se sobrepasa o si se pone un voltaje muy bajito, el integrado no va a funcionar de una manera adecuada, y al intentar comprobar las tablas de verdad, no se tendrá un resultado satisfactorio, o en su peor de los casos el componente se dañará.
También pude conocer y aprender nuevas compuertas a las que se habían visto en clase, pero investigando y leyendo pude darme cuenta que algunas son las negaciones de las compuertas básicas ya vistas.
CONCLUSIONES:
A pesar de la situación que se maneja en este momento, gracias a estos simuladores, como TinkerCad, se nos permitió entender y comprobar como funcionan las compuertas lógicas y mediante la práctica, experimentar los posibles sucesos que pueden pasar en la vida real al realizar el circuito planteado.
También no cabe duda que la hoja de datos proporcionada de cada elemento, es fundamental a la hora de realizar un circuito, ya que nos da las indicaciones y precauciones que se deben tener a la hora de utilizarlo.
Gracias a la creación de estos circuitos podemos concluir que son fundamentales en la electrónica ya que nos ayudan a reducir la gran cantidad de componentes electrónicos, y solucionar los problemas de una manera más eficiente, a un bajo precio y un bajo consumo de energía.
FUENTES:
-Floyd, T. (2006). Fundamentos de Sistemas Digitales (9.a ed., Vol. 1). Madrid, España: PEARSON EDUCACIÓN.
-https://www.ecured.cu/Circuito_integrado#Circuitos_integrales_digitales
- DataSheets proporcionados por: https://www.alldatasheet.es/
-Simulador : https://www.tinkercad.com/
-Floyd, T. (2006). Fundamentos de Sistemas Digitales (9.a ed., Vol. 1). Madrid, España: PEARSON EDUCACIÓN.
-https://www.ecured.cu/Circuito_integrado#Circuitos_integrales_digitales
- DataSheets proporcionados por: https://www.alldatasheet.es/
-Simulador : https://www.tinkercad.com/
