Centro de Bachillerato Tecnolgico Industrial y de Servicios No. 11 (CBTS 11)

Mdulo I Submdulo 3: Prueba circuitos electrnicos digitales para sistemas de controlProf. Martn Antonio Villa Bracamontes

Manual de prcticas

2- A MecatrnicaEquipo 11Humberto Peralta AguilarDaniel Trinidad Ros VirgenJavier Alejandro Chvez SotoManuel Alejandro Castro Estrada

Hermosillo, Sonora 13/06/2014

INDCE

Introduccin 2Prctica 1: Compuertas lgicas.. 3Prctica 2: Minitrminos y maxitrminos... 6Prctica 3: La granja. 7Prctica 4: Diseo propio. 8Prctica 5: Medio sumador. 9Prctica 6: Sumador completo 9Prctica 7: Comparador. 10Prctica 8: Codificador... 11Prctica 9: Decodificador... 12Prctica 10: Timer multivibrador monostable. 13Prctica 11: Timer multivibrador astable. 14Prctica 12: Contador BCD 0-9.... 15Prctica 13: Registro de corrimiento de 4 bits en serie.... 16Prctica 14: Contador binario ascendente de 4 bits.. 17Proyecto final: Casa electrnica (Domotica).. 18Conclusin.. 20

INTRODUCCIN

En este manual, veremos las prcticas que fueron realizadas en el submdulo de circuitos digitales durante todo el semestre, cabe destacar que el lenguaje bsico en circuitos digitales es el sistema binario, que consiste es solo dos dgitos que son 1 y 0, el 1 significa que esta fluyendo energa, es decir encendido y el 0 es lo contrario.

Todas estas prcticas fueron realizadas con componentes que funcionan con corriente directa, tambin se usaron circuitos integrados o chips de la familia TTL, Protoboard que son tablas para ensayar con circuitos elctricos o electrnicos, tambin se utilizaron LEDS, botones e interruptores, fuente de energa de 5 Volts y cable telefnico.

Esperemos y disfrute lo que se ha realizado en el segundo semestre de la especialidad de mecatrnica, para as lograr dejar algunos de los conocimientos bsicos de la electrnica como aprendizaje en el lector.

Prctica 1: Compuertas Lgicas

En esta prctica se aprendi a usar las compuertas lgicas, las cuales son un dispositivo electrnico que funciona con seales de entrada para obtener una seal en su salida, dependiendo de cul sea la compuerta que se est utilizando.

Hay 7 tipos de compuertas lgicas y cada una realiza funciones diferentes a las dems.

Compuerta OR Esta compuerta lo que haces es sumar, ya que siempre que en la entrada haya un 1(cuando se accione el interruptor), en su salida ser 1 entonces encender el LED, para verificarlo se necesita su tabla de verdad que es la siguiente:A BZ

000

011

101

111

Esta compuerta multiplica, entonces solo se tendr un 1 en su salida si en sus dos entradas hay un 1, porque todo nmero multiplicado por cero es 0, entonces 1 x 1=1 por lo tanto la Z (salida representada por el LED) es 1 y encender el LED, su tabla de verdad es la siguiente: A BZ000010100111 . . - Compuerta AND

Esta compuerta tambin se le conoce como inversor, ya que lo que hace es invertir o negar la seal de entrada para obtenerla en salida, por ejemplo si en la entrada hay un 1 en la salida habr un 0 o viceversa, su tabla de verdad es la siguiente:A Z0110Compuerta NOT

En esta compuerta solo se obtiene un 1 en su salida si en sus entradas hay dos dgitos desiguales es decir 0 y 1 1y 0, su tabla de verdad es la siguiente:A BZ000011101110Compuerta XOR

La funcin de esta compuerta es la misma que la OR solo que inversa, ya que tiene el inversor en la salida, entonces los 1de Z que estn en la tabla de verdad cambian a 0 y los 0 cambian a 1, lo podremos observar en la tabla de verdad:A BZ001011101110Compuerta NOR

Con esta compuerta sucede lo mismo que con la anterior, a excepcin de que esta tiene la funcin de la compuerta AND, siempre que en sus entradas haya un 0 la salida ser 1 esto es gracias a que tiene un inversor en la salida, se puede comprobar en la tabla de verdad:A BZ001011101110Compuerta NAND

Compuerta XNOR

En esta compuerta sucede lo contrario a la compuerta XOR, aqu solo se obtiene un 1 en la salida si en sus entradas hay dos dgitos iguales es decir 0 0 1 1, esto pasa porque tiene un inversor en su salida y su tabla de verdad es la siguiente:A BZ001010100111

Prctica 2: Minitrminos y maxitrminos

En esta prctica o que se hizo fue disear el circuito de una alarma para una casa, la cual era toda cerrada, con cochera, el patio ya se encuentra protegido. Un de los circuitos era para los minitrminos, los cuales son los 1 en la columna de Z, es decir que en la combinacin donde haya un 1 en Z, son los minitrminos y por lo tanto encender la alarma. Y el otro era para los maxitrminos, que son los 0 que se encuentran en la columna de Z y es para ver las combinaciones con las que no sonara la alarma, es por eso que se disearon estos dos circuitos.

F= (pcv)= pcv+pcv+pcv+pcv p = puerta c = cerco v = ventanaPCVZ00000010010101111000101011011111Circuito de los minitrminos

Minitrmino MinitrminoMinitrmino MinitrminoCircuito de maxitrminos

F= (pcv)= (p+c+v)(p+c+v)(p+c+v)(p+c+v) PCVZ00000010010101111000101011011111Maxitrmino MaxitrminoMaxitrmino MaxitrminoPrctica 3: La granja

En esta prctica lo que se hizo es disear un circuito de una alarma para una granja, en la cual el granjero puso las condiciones para que se activara la alarma, las condiciones eran las siguientes:

En una granja se tiene un granero con una puerta muy grande y pesada en donde se requiere de varias personas para abrirla o cerrarla, un corral de ovejas, adems ocasionalmente llegan lobos, el granjero necesita el diseo de un sistema combinacional consistente en una alarma de modo que se active cuando las ovejas estn fuera del corral y la puerta abierta para hacer una accin correctiva ya sea cerrar la puerta del granero o poner las ovejas en su corral, tambin deber de activarse la alarma cuando estn los lobos prximos y las ovejas fuera del corral para hacer la accin correctiva de ahuyentar a los lobos.

En base a esto se realizo la siguiente tabla de verdad representando la puerta con P, las ovejas con O y los lobos por L, y la funcin fue minimizada por medio de los mapas de karnaugh :

Funcin minimizada:F = (POL) = PO+OL+PL POLZ00000010010001111000101111011111F= (POL) = POL+POL+POL+POL

Prctica 4: Diseo propioLo que se hizo en esta prctica fue disear un circuito por nosotros mismos, poniendo nuestras propias condiciones.

Funcin minimizada: F= (NCDF) = NC + DFNuestro diseo fue un circuito para automatizar un aire acondicionado, el cual debera de encender cuando sea de noche (N) y haga calor (C), y cuando sea de da (D) y haga fro (F), la funcin era la siguiente:F= (NCDF)= (NCDF) + (NCDF)

NCDFZ00000000100010000111010000101001100011101000010010101001011011001110101110011110

Par lograr dejar pasar la corriente cuando las dos variables se activen, se utilizo la compuerta XOR por que dicha compuerta trabaja cuando en sus entradas hay dos dgitos desiguales.

Prctica 5: Medio sumador

Un medio sumador es un circuito que se caracteriza por tener dos entradas y dos salidas que son el resultado de una suma y el acarreo de la misma. Mientras que los dos bits de entrada son las variables que se can a sumarEl medio sumador es un circuito que funciona como una suma binaria. Consta de dos entradas y dos salidas; las dos variables de entrada, la suma y el acarreo de salida. Al recibir 1 en alguna de sus dos lneas de entrada la salida Suma se enciende, al recibir uno en ambas lneas de entrada la salida Acarreo se encender.A BSumaAcarreo

0000

0110

1010

1101

Prctica 6: Sumador completoEl sumador de tres entradas: A,B y un acarreo que proviene de una suma anterior y genera como salida una suma un acarreo.Al recibir 1 en alguna de las entradas A, B Cin la salida Suma ser 1. Al recibir 1 en ms de una de sus entradas, la salida Acarreo ser 1.A BCinSumaAcarreo

00000

00110

01010

01101

10010

10101

11001

11111

Prctica 7: Comparador

Un circuito comparador combinatorio compara dos entradas binarias (A y B de n bits) para indicar la relacin de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de "tres banderas lgicas" que corresponden a las relaciones A igual B, A mayor que B y A menor que B.Condiciones

SIZ1 Z2 Z3

A>B100

A=B010

A