Físico Nuclear

Práctica 4 Diseño de circuitos con puertas lógicas.
Descripción de la práctica: -Esta práctica servirá para afianzar los conocimientos adquiridos hasta ahora de simplificación, e implementación de funciones, de forma aplicada, de tal manera que se montarán y analizarán los circuitos correspondientes. Recursos comunes empleados: -Protoboard: Soporte físico del montaje. -Fuente de alimentación:Suministra tensión al circuito. -Placa de simulación: Con ella se han generado los bits enviados, a las funciones de entrada, y se han visualizado las salidas pertinentes. -Circuitos Integrados: Cada uno de los integrados empleados (4071, 4069 y 4081) se encuentra descrito en el Anexo 1. Desarrollo de ejercicios: 1º) La señal de mando para el accionamiento de un determinado motor eléctrico, estácontrolada por la acción conjunta de cuatro interruptores. El motor debe ser activado siempre que dos o tres cuales quiera de ellos se encuentren activos. Para el desarrollo de este ejercicio se ha generado una tabla de verdad en la que queden representadas todas las posibles combinaciones de los cuatro interruptores. I3 D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 I2 C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 I1 B 0 01 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 I0 A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Motor 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0

Ángel Hernández Mejías (angeldpe@hotmail.com) www.tupperbot.es 1º Desarrollo de Productos Electrónicos, Electrónica Digital C.F. Padre Piquer

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La finalidad de la tabla de verdad es obtener una función simplificada con las variables justas para que el sistema implementado realice lafunción deseada, para ello se emplea una simplificación por Karnaugh:

De Karnaugh se deduce la siguiente función:

Una vez obtenida esta función, se puede diseñar un circuito inicial, que estará diseñado sin ninguna optimización de componentes, de modo que el que se presenta ahora es un circuito implementado literalmente, pero para comprender el funcionamiento del sistema es más cómodo que elcircuito optimizado que se presenta más adelante. Circuito básico:

Para comprobar el diseño, se presentan algunas simulaciones generando en las entradas A, B, C y D, los datos que obtendrán un 1 o un 0 en la salida del motor, para agilizar la comprobación teórica se han colocado visualizadores intermedios. Ángel Hernández Mejías (angeldpe@hotmail.com) www.tupperbot.es 1º Desarrollo de ProductosElectrónicos, Electrónica Digital C.F. Padre Piquer 2

Ejemplo primero:

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

M 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0

En este caso el código enviado se ha marcado con color turquesa. Se ha elegido el 1000, y vemos como al no cumplirse la condición de haberdos o tres interruptores cerrados (cerrado se toma como enviando un 1), la salida del motor se mantiene inactiva. Ejemplo segundo:

D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1

C 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1

B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1

A 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1

M 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0

Ahora el código enviado a las entradas es el 1101; con este ejemplo vemos comovarían las visualizaciones intermedias, y van a dar a un 1 en la salida del motor, ya que los interruptores que están en las entradas D, C y A están enviando un 1, al ser tres cualesquiera, el resultado es la activación del motor. Para el caso particular del código 1111, se ha decidido que el resultado sea 0, ya que la práctica no lo especifica, y aun cumpliendo los requisitos para la activación,no queda claro si los cuatro activos han de resultar un 1, por ello se ha obligado a 0 el resultado con ese código. Ángel Hernández Mejías (angeldpe@hotmail.com) 3 www.tupperbot.es 1º Desarrollo de Productos Electrónicos, Electrónica Digital C.F. Padre Piquer

El sistema que se nos presenta algo más optimizado puede ser uno como el que sigue:

En este vemos como se ha reducido ligeramente el...