El juego de la vida


LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES



SESIÓN NÚMERO:
1
SEMESTRE:
2013-2


TEMA:
COMPONENTES Y HERRAMIENTAS DEL LABORATORIO DE CIRCUITOS DIGITALES



OBJETIVOS:


Familiarizarse con el uso de las herramientas y dispositivos que serán utilizados a lo largo de todas las sesiones de laboratorio.
Conocer el flujo de diseño que se empleará en todas las sesiones.
Aprender aconectar correctamente circuitos integrados en un “protoboard”.
Familiarizarse con el uso de las Hojas de Datos Técnicos (Datasheets) de circuitos integrados.
Aprender a utilizar las diferentes herramientas del “Software Quartus II”.


ACTIVIDADES A REALIZAR...

Nº
DESCRIPCIÓN
DURACIÓN APROXIMADA
PUNTOS
1
Introducción.
45 min.
0.0 Pts
2
Explicación del hardware a utilizar durante ellaboratorio.
30 min.
0.0 Pts
3
Experiencia 1: Compuertas lógicas.
45 min.
0.0 Pts
4
Explicación del software a utilizar durante el laboratorio.
30 min.
0.0 Pts
5
Experiencia 2: Uso del software Quartus II.
45 min.
0.0 Pts
6
Explicación del módulo programable
30 min.
0.0 Pts
7
Prueba de salida.
15 min.
5.0 Pts






DESCRIPCIÓN DE LOS CIRCUITOS INTEGRADOS

1.COMPUERTAS LÓGICAS

Una compuerta lógica es un elemento que toma una o más señales de entrada y produce una salida binaria, dependiendo exclusivamente del estado de las entradas. A continuación se muestran las compuertas lógicas básicas y sus respectivas tablas de verdad:

Compuerta
Circuito Lógico
Tabla de Verdad
Circuito Integrado
NOT



7404



AND



7408








OR7432



NAND


7400



NOR



7402



XOR



7486



XNOR




74266



















2. CIRCUITOS INTEGRADOS DIGITALES

Al final de la década de los 60 y principios de los 70 los módulos discretos fueron remplazados por circuitos integrados. A continuación se describen cuatro tipos de familias de circuitos integrados, que por suaparición en orden cronológico estas son:

Familia RTL (Resistor Transistor Logic)
Familia DTL (Diode Transistor Logic)
Familia TTL (Transistor Transistor Logic)
Familia CMOS (Complementary MOS Logic)

2.1. Parámetros para elegir una familia lógica

Para seleccionar una familia lógica es recomendable tener en cuenta las siguientes características:

Velocidad: Es el tiempo que demora en cambiarde estado la salida desde que la entrada cambio de valor.



En la figura de distinguen dos retardos diferentes:

tpHL = Tiempo de propagación de alto a bajo
tpLH = Tiempo de propagación de bajo a alto

Debido a que estos tiempos no son iguales, se suele elegir como especificación del circuito el “peor” de ellos, puesto que si no se tiene problemas con el peor, no se tendrá problemascon el otro.

Disipación de potencia: Es la potencia que una compuerta o circuito integrado toma de la fuente de alimentación.

Costo: Generalmente el costo de los circuitos integrados depende de la cantidad fabricada y estos a la vez dependen de la demanda.

Capacidad de carga (“FAN OUT”): El FAN OUT se determina por el número de compuertas de la misma familia que puede manejar lacompuerta.

Disponibilidad: Este factor está determinado por la popularidad de la familia lógica en el mercado local.

2.2. Niveles Lógicos

Corresponde al voltaje eléctrico asignado a cada valor lógico o binario. En la práctica existe un rango de voltajes para cada nivel. Son los rangos reales de voltaje en las entradas y salidas de las compuertas que representan a los niveles lógicos 0 y 1.Esto significa que para una compuerta dada un voltaje aplicado a su entrada que se encuentre en el rango de 2 a 5 voltios será considerado como nivel lógico alto. Si le aplicamos un voltaje en el rango de 0 a 0.8v será considerado como un nivel lógico bajo. De la misma forma se aplica para los niveles para las salidas de las compuertas.

Por ejemplo, los circuitos integrados conocidos como TTL...