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Preparacin de Informes en formato IEE

CL. PRACTICA # 1.

COMPUERTAS LGICASPatricio Ramn SilvaUNIVERSIDAD POLITECNICA SALESIANA

CUENCA-ECUADOR

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RESUMEN: El presente informe de laboratorio tiene como propsito en conocer el funcionamiento de las diferentes compuertas lgicas, observar su aspecto fsico de cada circuito integrado y a manejarlos correctamente as como tambin a conocerlos internamente utilizando los catlogos o el data sheet y conoceremos las distintas familias lgicas como la TTL y la CMOS y su manipulacin y finalmente armaremos en nuestro protoboard y se comparar los resultados con un simulador electrnico ISIS o Multisim.PALABRAS CLAVE: Compuertas lgicas, data sheet simulador electrnico.1 TEMAComprobacin de las compuertas lgicas.2 OBJETIVOS2.1 OBJETIVOS PRINCIPALES. Explicar cmo se identifican los pines de un integrado y sus caractersticas.

Explicar cmo se utiliza un catlogo de circuitos integrados ECG.

Realizar un cuadro explicativo con las caractersticas bsicas con los integrados TTL y CMOS.

Explicar que precauciones se debe tener para el manejo de los circuitos integrados CMOS.

Niveles lgicos y sus caractersticas.

Verificar el funcionamiento de las siguientes compuertas lgicas: Not.

Or.

And.

Nor.

Nand.

Xor.

Xnor.3 DESARROLLO Explicar cmo se identifican los pines de un integrado y sus caractersticas.Para reconocer el nmero correspondiente al integrado, cuando se va a probar del mismo nicamente se tendr de base una mueca que se encuentra en uno de los costados del integrado, en base a esto y en sentido anti horario se puede tambin determinar el nmero que corresponde a cada pin. Pero un catlogo nos facilita determinar qu funcin tiene cada pin.

Figura 1. 74ls32 OR.

Explicar cmo se utiliza un catlogo de circuitos integrados ECG.

Para identificar un circuito integrado por lo comn se va a un catlogo en donde constan todas las caractersticas internas y externas del integrado, en el que consta los diferentes pines para su respectiva utilizacin, de igual manera nos indica el nmero de ingresos y salidas. Tambin nos indica los pines para su respectiva alimentacin.Al buscar un circuito integrado especfico se debe ver el nmero o cdigo por lo general se toma en cuenta el nmero y no las letras que a la final solo hacen referencia a sus fabricantes.Debemos ir a las pginas ltimas del catlogo, encontramos ah una lista el cual est en orden alfabtico seguido por una numeracin ascendente para hallar nuestro CI con un cdigo de referencia, el cual se encuentra en las pginas iniciales. Luego nos ubicamos en las pginas primeras donde nos dan un nmero de pgina con su referencia de lo que se busca en nuestro caso CI, entonces nos dirigimos a la pgina que nos indica y una vez ah podemos observar todas las caractersticas y diagramas que tiene dicho componente.Tal es el caso del siguiente circuito integrado.

Figura 2. Datos que se tiene que tomar en cuenta para buscar en el ECG.

Realizar un cuadro explicativo con las caractersticas bsicas con los integrados TTL y CMOS.

Familia TTLFamilia CMOS

Las siglas TTl significan lgica transistor- transistor, en este caso estn constituidas por resistencias, diodos y transistores. Tensin comprendida entre 4.5 y 5.5v.

Temperatura entre 0 y 70C. VIH min. = 2.0v Vil mx. = 0.8v VOH min. = 2.4v VOL mx. = 0.4v. Tiempo de propagacin medio, 10ns. Disipacin de potencia. 10nW por funcin. Las compuertas ms utilizadas son las de las series 74,que son ms comerciales. En concreto, las ms empleadas son las que tiene como referencia 74lsxx, donde la L significa Low - power, y cuyas caractersticas son:

Potencia disipada por compuerta: 1mW.

Tiempo de propagacin: 33ns. Disipacin de potencia. 10nW por funcin. Las seales de salida TTL se degradan rpidamente si no se transmiten a travs de circuitos adicionales de transmisin. La que utilizaremos en las respectivas practicas es la LS (74LSxx) significa Low-power Schottky y sus caractersticas son: Tiempo de propagacin:10ns Potencia disipada por compuerta: 2mW.

En esta familia el componente bsico es el transistor MOS (metal-oxido- semiconductor). La tensin de alimentacin vara entre 3 y 18v. El rango de temperatura oscila entre -40 y 85 C.

Los niveles de tensin son:

VIL min. = 3.5v VIL mx. = 1.5v. VOH min. = 4.95v. VOL mx. = 0.05v Los tiempos de propagacin varian inversamente con la tensin de alimentacin, siendo de 60ns para 5v y de 30ns para 10v.

La potencia disipada por compuerta es de 10nW. Las familias lgicas Cmos son especialmente susceptibles a daos por carga electrosttica. Debido a las mejoras de fabricacin, se desarrollaron las series 74HC (alta velocidad) y la 74HCT (alta velocidad compatible con los niveles TTL) pero con consumos inferiores. Las series mas utilizas son 74HCxx, donde HC significa High speed CMOS, el tiempo de propagacin de estas series ofrece valores del orden de 8ns y se alimentan con tensiones de entre 2 y 6 v.

Explicar que precauciones se debe tener para el manejo de los circuitos integrados CMOS.Los dispositivos CMOS son muy susceptibles al dao por descargas electrostticas entre un par de pines.

Almacenando los CI CMOS en espumas conductoras especiales.

Usando soldadores alimentados por batera o conectando a tierra las puntas de los soldadores alimentados por ac.

Desconectando la alimentacin cuando se vayan a quitar CI CMOS o se cambien conexiones en un circuito.

Asegurando que las seales de entrada no excedan las tensiones de la fuente de alimentacin.

Desconectando las seales de entrada antes de las de alimentacin.

No dejar entradas en estado flotante, es decir, conectarlos a la fuente o a tierra segn se requiera.Adems se debe tomar en cuenta

Entradas que no se utilizan

Picos de corriente y condensadores de desacoplo.

Niveles lgicos y sus caractersticas.

En loscircuitos digitaleses muy comn referiste a las entradas ysalidasque estos tienen como si fueran altos o bajos. (Niveles lgicosaltos o bajos).

A la entrada alta es un "1" y a la entrada baja un "0". Lo mismo sucede con las salidas.Si estuviramos trabajando con circuitos integrados TTL que se alimentan +5voltios, el "1" se supondra que tiene unvoltajede +5voltiosy el "0"voltios.

En la realidad, estos valores son diferentes.

Loscircuitosintegradostrabajan con valores de entrada y salida que varan de acuerdo a la tecnologa delcircuito integrado.

Ver la tablaanterior, donde se muestrannivelesde voltaje para diferentes familias lgicas y un rango de valores para el cual se acepta un nivel (sea este "0" o "1").En lascompuertas TTLun nivel lgico de "1", ser interpretado como tal,mientrasel voltaje de la entrada est entre 2 y 5Voltios.

En latecnologa CMOSuna nivel lgico de "0", ser interpretado como tal,mientrasel valor de voltaje de la salida est entre 0V. y 1.5V

- Un voltaje de entrada nivel alto se denomina VIH- Un voltaje de entrada nivel bajo se denomina VIL- Un voltaje de salida nivel alto se denomina VOH- Un voltaje de salida nivel bajo se denomina VOL.

Adems de losnivelesde voltaje, tambin hay que tomar en cuenta, lascorrientespresentes a la entrada y salida de lascompuertasdigitales.- Lacorrientede entrada nivel alto se denomina: IIH- Lacorrientede entrada nivel bajo se denomina IIL- Lacorrientede salida nivel alto se denomina: IOH- Lacorrientede salida nivel bajo se denomina IOL

Estos valores decorrientede salida pueden obtenerse con ayuda de laley de Ohm. (1)Dnde:Io: es lacorrientede salida.Vo: es el voltaje de salida.RL: es elresistorde carga o su equivalente conectado a la salida. Verificar el funcionamiento de las siguientes compuertas lgicas:

A continuacin se va a realizar las mediciones de voltaje de salida y entrada para cada compuerta.

COMPUERTA NOT

Tabla de VerdadMediciones Simulaciones

AQAQA Q

010.02V4.37V0.050nv5v

104.99V0.|14V4.99v0v

Simulacin

COMPUERTA OR


ABQABQABQ

0000.02v0.02v0.17v0.050nv0.050nv0v

0110.03v4.98v4.33v0.050nv4.99v5v

1014.98v0.03v4.33v4.99v0.050nv5v

1114.99v4.99v4.35v4.99v4.99v5v

Simulacin

COMPUERTA AND


ABQABQABQ

0000.02v0.02v0.18v0.050nv0.050nv0v

0100.03v4.98v0.18v0.050nv4.99v0v

1004.98v0.03v0.18v4.99v0.050nv0v

1114.98v4.98v4.36v4.99v4.99v5v

Simulacin

COMPUERTA NOR


ABQA BQABQ

0010.02v0.02v4.36v0.050nv0.050nv5v

0100.03v4.97v0.18v0.050nv4.99v0v

1004.97v0.03v0.18v4.99v0.050nv0v

1104.98v4.98v0.17v4.99v4.99v0v

Simulacin

COMPUERTA NAND


ABQABQABQ

0010.02v0.02v4.37v0.050nv0.050nv5v

0110.03v4.97v4.36v0.050nv4.99v5v

1014.97v0.03v4.36v4.99v0.050nv5v

1104.98v4.98v0.16v4.99v4.99v0v

Simulacin

COMPUERTA XOR


ABQABQABQ

0000.02v0.02v0.18v0.050nv0.050nv0v

0110.03v4.98v4.38v0.050nv4.99v5v

1014.99v0.03v4.38v4.99v0.050nv5v

1105v5v0.18v4.99v4.99v0v

Simulacin

COMPUERTA XNOR

Se debe poner una resistencia entre el pin 14 y el pin 3


ABQABQABQ

0010.02v0.02v4.97v0.050nv0.050nv3.330v

0100.03v4.99v0.65v0.050nv4.99v0.023v

1004.99v0.03v0.65v4.99v0.050nv0.023v

1114.99v4.99v4.97v4.99v4.99v3.330v

Simulacin

Al utilizar el osciloscopio obtenemos:

Esta forma de onda es de las compuertas not, or, and, nor, nand, xor: 0 - 5v dando los valores de la tabla se obtiene un 1 o 0.

Esta forma de onda es de la compuerta xnor: 0 3.330v dando los valores de la tabla se obtiene un 1 o 0.4 LISTADO DE MATERIALES/ PRESUPUESTO#Equipo o Material

1Resistencias :

220.1k

1DIP Switch

1CI:

74ls04 = not.

74ls32 = or.

74ls08 = and.

74ls02 = nor

74ls00 = nand

74ls86 = xor

74ls266 = xnor

1Proto-board

1Fuente de alimentacin

1Multmetro

1Cable para protoboard

$3.50

5 CONCLUSION Y RECOMENDACIN

Para realizar de manera rpida esta prctica se sugiere tener todos los pines identificados de los circuitos integrados para no equivocarnos y daar el integrado utilizando el ECG o el data sheet.

Mediante esta prctica nos permite familiariza con cada uno de estas compuertas as como determinar su tabla de verdad.

Podemos concluir diciendo que esta prctica sirve de gran ayuda para entender las operaciones aritmticas de las diferentes compuertas lgicas.

Se pudo demostrar que las tablas de la verdad son correctas para cada compuerta utilizada en el desarrollo.

La compuerta 74ls266 para su funcionamiento debemos conectar una resistencia entre el pin 14 y el pin 3.

En la compuerta xnor, en las mediciones se obtiene muy bien los datos, pero en las simulaciones hay mucha variacin ya que se debe tomar en cuenta las resistencias como la del colector abierto y si conectamos un led le reconoca como carga algo que no sucedi en las anteriores compuertas.

Y al momento de ponerle una carga en este caso un Led vemos que hay cambios de voltaje Q.

Al momento de manejar Cmos debemos estar descargados ya que podramos quemarle por electrosttica. Incluso se debe llevar en fundas especiales contra la electrosttica.

Summations and recommendations

" To carry out in a quick way this practice it is suggested to have all the identified pines of the integrated circuits for not to make a mistake and to damage the integrated one using the ECG or the one dates sheet.

" By means of this practice it allows us he/she familiarizes with each one of these floodgates as well as to really determine their chart.

" We can conclude saying that this practice serves as great help to understand the arithmetic operations of the different logical floodgates.

" It could demonstrate himself that the charts of the truth are correct for each floodgate used in the development.

" The floodgate 74ls266 for their operation should connect a resistance among the pin 14 and the pin 3.

" In the floodgate xnor, in the mensurations it is obtained the data very well, but in the simulations there is a lot of variation since he/she should take into account the resistances like that of the open collector and if we connect a led it recognized him like load something that didn't happen in the previous floodgates.

" And to the moment to put him a load in this case a Led we see that there are voltage changes Q.

" To the moment to manage Cmos we should be discharged since we could burn him for electrostatics. It should even be taken in special cases against the electrostatics.

6 REFERENCIAS

[1] RONALD J.TOCCI. Sistemas digitales, Principios y aplicaciones. Prentice Hall.

[2] Manual de reemplazos NTE, edicin 11.Internet

[3] http://www.gerenciaytecnologia.com/compuertas logicas.html

[4] http://sites.google.com/site/nauravila/sistemasdigitales[5] http://ladelec.com/teoria/electronica-digital[4] http://www.unicrom.com/Dig_NivelesLogicos.asp

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