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    Laboratorio 04 Eelectronica 2021-2

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    REYNA MAGALY GONZALES GONZALES
    Este documento describe un laboratorio de electrónica sobre dispositivos lógicos digitales TTL. Explica conceptos básicos como los niveles lógicos en TTL y CMOS, y las consideraciones para el manejo de circuitos integrados digitales. También presenta experimentos para identificar las funciones lógicas de compuertas como NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR y XNOR mediante la construcción de circuitos y el llenado de tablas de verdad. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con las características de funcionamiento

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    REYNA MAGALY GONZALES GONZALES
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    Este documento describe un laboratorio de electrónica sobre dispositivos lógicos digitales TTL. Explica conceptos básicos como los niveles lógicos en TTL y CMOS, y las consideraciones para el manejo de circuitos integrados digitales. También presenta experimentos para identificar las funciones lógicas de compuertas como NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR y XNOR mediante la construcción de circuitos y el llenado de tablas de verdad. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con las características de funcionamiento

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    Este documento describe un laboratorio de electrónica sobre dispositivos lógicos digitales TTL. Explica conceptos básicos como los niveles lógicos en TTL y CMOS, y las consideraciones para el manejo de circuitos integrados digitales. También presenta experimentos para identificar las funciones lógicas de compuertas como NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR y XNOR mediante la construcción de circuitos y el llenado de tablas de verdad. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con las características de funcionamiento

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    Este documento describe un laboratorio de electrónica sobre dispositivos lógicos digitales TTL. Explica conceptos básicos como los niveles lógicos en TTL y CMOS, y las consideraciones para el manejo de circuitos integrados digitales. También presenta experimentos para identificar las funciones lógicas de compuertas como NOT, OR, AND, NOR, NAND, XOR y XNOR mediante la construcción de circuitos y el llenado de tablas de verdad. El objetivo es familiarizar a los estudiantes con las características de funcionamiento

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    LABORATORIO DE ELECTRÓNICA

    I. DATOS INFORMATIVOS:

    1.1. Escuela Profesional : INGENIERIA INDUSTRIAL


    1.2. Ciclo : IV
    1.3 Docente :
    : Ing. Palmer Dionicio Torres
    14. Correo electrónico dionicio@ucvvirtual.edu.pe

    II. OBJETIVO: El presente laboratorio tiene por objetivo familiarizarse con los
    dispositivos lógicos digitales TTL y sus características principales de
    funcionamiento.

    III. INFORMACIÓN PRELIMINAR:

    COMPUERTAS LOGICAS DIGITALES


    Consideraciones generales para el manejo de los circuitos digitales integrados.
    a) Para utilizar circuitos integrados (IC) digitales es necesario realizar conexiones
    apropiadas en los terminales del circuito. Lo mas importante son la alimentación Vcc
    y tierra (GND). Estas conexiones con necesarias para que los circuitos del
    encapsulado funcionen de manera correcta.
    ▪ En los dispositivos TTL, Vcc normalmente es de +5V. En los circuitos
    integrados CMOS, Vdd puede variar desde +3v a +18v, aunque +5v es el
    voltaje mas utilizado, La tierra es generalmente conectado al negativo de la
    fuente.
    ▪ Nunca exceda el máximo voltaje absoluto indicado.
    ▪ Observe la correcta polaridad de la fuente para conectar al IC.
    ▪ Apague las fuentes antes de conectar o desconectar un dispositivo para evitar
    voltajes transitorios elevados.
    ▪ No conecte las salidas de los IC directamente a tierra o Vcc.
    ▪ No aplique señal de entrada a los IC mientras la fuente esta apagada.
    ▪ Consulte siempre el manual, púes no todos los IC’s tienen la misma
    disposición
    de pines.

    b) En los dispositivos estándar TTL los rangos de voltaje aceptables para los niveles
    lógicos “0” y “1” son los que se indican en la figura 1(a). Un valor lógico “0” es
    cualquier valor desde 0V hasta 0.8 V, un valor Lógico “1” es cualquier valor entre 2v y
    5v. Los voltajes que no se encuentran en este rango son indeterminados y no deben
    emplearse
    1
    como entradas a ningún dispositivo TTL. Los fabricantes de IC no garantizan el
    funcionamiento de un IC TTL cuando los niveles de entrada se encuentran en el
    rango indeterminado.
    En la figura 1(b) se muestran los valores lógicos para circuitos CMOS que operan
    con VDD=+5V. Los voltajes entre 0v y 1.5v se definen como el nivel lógico “0”,
    mientras que los que se encuentran entre 3.5v y5v se definen como el nivel lógico
    “1”. El rango
    indeterminado incluyen los voltajes desde 1.5v hasta 3.5v.
    ...……...5V
    5.0V……...
    Lógico “1” Lógico “1”
    ……...3.5V
    2.0V……... Indeterminado
    Indeterminado …….1.5V
    0.8V……... Lógico “0”
    Lógico “0”
    0V……….. ………..0V
    . TTL CMOS
    (a) (b)
    Figura 1

    c) Una entrada de un IC que se dejasen conectar recibe el nombre de entrada “flotante”.


    Una entrada flotante en TTL, actúa como un nivel lógico “1”. En otras palabras el IC
    responde como si la entrada estuviese conectada a un nivel lógico ALTO (“1”). Esta
    característica se emplea con frecuencia cuando se realiza la prueba de un circuito
    TTL y aunque es correcto desde el punto de vista lógico, no es recomendable en la p
    ractica, sobre todo en la etapa final de diseño, ya que una entrada flotante en TTL
    tiene una gran susceptibilidad para captar señales de ruido que pueden afectar de
    manera adversa la operación del dispositivo. Una entrada flotante en IC TTL tiene un
    nivel entre
    1.4v y 1.8v cuando se mide con un multimetro u osciloscopio. Aunque este nivel se
    encuentra en la región de indeterminación para TTL, produce la misma respuesta que
    un lógico “1”. Es de gran ayuda estar conciente de esta característica de entrada
    flotante de TTL cuando se trata de detectar fallas en circuitos TTL. En los circuitos
    CMOS si una entrada se deja flotando, los resultados pueden ser desastrosos. El IC
    puede sobre calentarse y a la larga destruirse a si mismo. Por esta razón todas las
    entradas de un IC CMOS deben estar conectadas a un nivel lógico “0” o “1”, o a la
    salida de cualquier otro IC. La entada flotante de un IC CMOS no tiene un valor
    específico de voltaje, más bien actúa en forma aleatoria a medida que capta ruido,

    2
    Así la entrada flotante no actúa como “1” o “0”, y por lo tanto su efecto sobre la
    salida es

    3
    impredecible. Algunas veces la salida oscilará a consecuencia del ruido captado por
    la entrada flotante. Tenga en cuenta lo siguiente:
    ▪ Si hay puertas sin usar, conecte las entradas a un nivel tal que consuma la
    mínima potencia y no oscila (Salidas TTL deben estar en “1”).
    ▪ Conecte las entradas libres o flotantes a High (1) o Low (0), donde sea
    apropiado.

    d) No conecte la salida de diferentes dispositivos juntos, excepto aquellos que tienen


    salida de colector abierto.
    ▪ Las puertas básicas son: El inversor (NOT)
    ▪ El OR y el NOR
    ▪ El AND y el NAND

    IV. MATERIALES:

    74HC00: NAND 74HC00: NAND


    74HC02: NOR 74HC02: NOR
    74HC04: NOT 74HC04: NOT
    74HC08: AND 74HC08: AND
    74HC32: OR 74HC32: OR
    74HC266: XOR (OR EXCLUSIVA) 74HC266: XOR (OR EXCLUSIVA)
    74HC386: XNOR (NOR EXCLUSIVA) 74HC386: XNOR (NOR EXCLUSIVA)
    (01) Resistencia de 300 Ohmios LED-GREEN: Led color verde
    (01) Protoboard LED-RED: Led color rojo
    (01) Multímetro Digital RES: Resistencia genérica
    Cables de interconexión. VSOURCE: Fuente de DC
    De ser simulado en Proteus 8.1: SW-SPDT: Switch un polo 2 posiciones

    V. EXPERIMENTOS:
    1. Tipos de salidas de las compuertas TTL:
    ✓ Procedimiento:
    (1) Implemente el circuito de la figura 2a.
    (2) Conecte los switchs a las entradas A y B.
    (3) Variar todos los switches en toda la condición posibles.
    (4) Mida el nivel de voltaje en el punto C y complete la tabla 2a.

    4
    (5) Repita el procedimiento anterior (puntos de 1 al 4) para el
    caso de los circuitos 2b, 2c, 2d, 2e, 2f y 2 g.
    Tabla 2a
    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)

    A f (Volt) f (Nivel Lógico)

    Tabla 2b

    Tabla 2c
    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)

    Tabla 2d
    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)

    5
    Tabla 2e
    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)
    0 0
    0 0
    0 1
    0 1

    Tabla 2f

    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)


    U6:A 0 0
    1
    3 0 0
    2
    0 1
    74HC386 0 1

    Tabla 2g

    A B f (Volt) f (Nivel Lógico)


    U7:A 0 0
    1
    3 0 0
    2
    0 1
    74HC266
    0 1

    2. Compuertas Típicas
    ✓ Procedimiento:
    (1) Implemente los circuitos de la figura 3a.
    (2) Conecte switches a las entradas y obtenga la tabla de verdad
    variando las entradas.
    (3) Indique que función lógica representa. Llenar la tabla 3.1.
    (4) Instale los circuitos de la figura 3b.
    (5) Repita el paso 2 y llene la tabla 3.2.
    (6) Con los IC disponibles implemente (simulación en proteus) un
    circuito a su criterio y obtenga su tabla de verdad. Realice el
    análisis respectivo.

    6
    C B A D (Volt) D (Nivel Lógico)

    Tabla 3.1

    Tabla 3.2

    C B A f (Volt) f (Nivel Lógico)

    6
    CUESTIORARIO
    1. ¿Qué criterios emplearía para determinar el umbral de voltaje para los niveles lógicos?
    2. ¿Cómo se comporta un pin no conectado de un I.C.? ¿Por que?
    3. ¿Explique detalladamente la familia TTL y la familia CMOS?
    4. Implemente 6 circuitos en Proteus con 3 entradas (ABC) y 4 de cuatro entradas lógicas
    (ABCD) y encuentre su tabla de verdad, con su consecuente función lógica.
    5. Realice las siguientes simplificación de funciones por mapa de Karnaught:
    N Función
    1 𝑓 = (��̅ )(� + �̅ ) +
    ̅ ̅)̅(̅ ̅ ̅ ̅)̅ ̅ ̅
    2 𝑓 = (̅�̅�̅)̅+̅(̅�
    �̅� �+� +�
    3 𝑓 = (̅�̅+̅�̅)̅(̅�̅+̅�̅) +
    4 �̅ )̅�
    𝑓 = (�� ⊕̅ (�) +
    5 + ̅ (̅�̅+̅�̅)̅
    𝑓 = (� + � ) �
    +̅

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