Puertas Lógicas

Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería |
Verificación de tablas de verdad
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Licenciatura en Sistemas Computacionales |
Claudio Axel Ramiro Flores
4-9-2012
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Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería

Objetivo

Comprobar las tablas de verdad de cada una de las compuertas lógicas utilizando sus circuitos integrados correspondientes, así como comenzar a familiarizarnos con lasconfiguraciones de cada uno de ellos para prácticas posteriores.

Material utilizado

* Protoboard
* Leds
* Resistencias de 220 Ω
* Alambre
* Pila de 9v
* Circuitos integrados:
* Compuerta AND (HD74LS08)
* Compuerta NOT (HD74LS04)
* Compuerta OR (HD74LS32)
* Compuerta NOR (HD74LS02)
* Compuerta NAND (HD74LS00)
* Compuerta X-OR(HD74LS86)
* Compuerta X-NOR (HD74LS04 y HD74LS02)

Marco teórico

La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicos que se denominan compuertas lógicas. 
Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 o 0 cuando se satisfacen los requisitosde entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relaciones entrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad. 
En los circuitosdigitales todos los voltajes, a excepción de las fuentes de alimentación, se agrupan en dos posibles categorías: voltajes altos y voltajes bajos. 
En un circuito lógico digital se transmite información binaria (ceros y unos) entre estos circuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de bloques de circuitos simples. 

Compuerta AND
Esta compuerta realiza la función booleana de lamultiplicación. Su salida será un “1” cuando todas sus entradas también estén en nivel alto. En cualquier otro caso, la salida será un “0”. El operador AND se lo asocia a la multiplicación. En efecto, el resultado de multiplicar entre si diferentes valores binarios solo dará como resultado “1” cuando todos ellos también sean 1. Matemáticamente se lo simboliza con el signo “x”.

Compuerta OR
Lafunción booleana OR es la asociada a la suma, y matemáticamente la expresamos como “+”. Esta compuerta presenta un estado alto en su salida (un “1”) cuando al menos una de sus entradas también está en alto. En los demás casos, la salida será “0”.
Un circuito equivalente a esta compuerta sería una lámpara en serie con la alimentación y con dos interruptores que está en paralelo entre sí. Losinterruptores serían las entradas, y la lámpara la salida. Si ambos interruptores están abiertos (“0”), la lámpara permanece apagada (“0”). Pero basta que cerremos solo uno de los interruptores para que la lámpara se encienda.

Compuerta NOT
Esta compuerta presenta en su salida un valor que es el opuesto del que está presente en su única entrada. En efecto, su función es la negación, solo puede teneruna entrada.
Se utiliza cuando es necesario tener disponible un valor lógico opuesto a uno dado. A continuación se muestra el símbolo utilizado en los esquemas de circuitos para representar esta compuerta, y su tabla de verdad.
Se simboliza en un esquema eléctrico en el mismo símbolo que la compuerta IF, con un pequeño círculo agregado en su salida, que representa la negación.

Compuerta NANDEsta compuerta es simplemente la negación de la compuerta AND. Se puede pensar como una compuerta AND con una compuerta NOT a la salida. Esto modifica su tabla de verdad, quedando que la salida solo será un “0” cuando todas sus entradas estén en “1”.
El pequeño círculo en su salida es el que simboliza la negación. El número de entradas debe ser como mínimo de dos, pero no es raro encontrar...