Compuertas Logicas Uso de Tableta Protoboard Proceso de diselo de circuitos

2. Compuertas Lógicas
Cibernética y Computación 1

3. Introducción
La electrónica digital es la tecnología que
hace posible la creación de dispositivos
“digitales” como relojes, calculadoras y
computadoras, entre otros.

4. Interruptores lógicos
Los circuitos lógicos digitales son redes
complejas de interruptores hechos con
transistores. Éstos circuitos lógicos
simples se llaman compuertas. Como
ejemplo tenemos:
La lámpara enciende
si
A Y B están cerrados
A B
La lámpara enciende
si
A O B están cerrados
A
B

5. Circuitos lógicos con
transistores
Las siguientes pantallas mostrarán como
los interruptores hechos con base a
transistores se utilizan para formar cuatro
circuitos de decisión o compuertas
lógicas básicas, se muestra la tabla de
verdad, la cual muestra la salida de
todas las combinaciones posibles.

6. Compuerta AND
A
B
10kW
10kW
4.7kW
2N2222
2N2222
6V
Salida
A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
Salid
a
Tierra
Tierra
Tierra
+6V
A
B
Salida

7. Compuerta NAND
A
B
10kW
10kW
4.7kW
2N2222
2N2222
6V
Salida
A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
Salid
a
+6V
+6V
+6V
Tierra
A
B
Salida

8. Compuerta OR
A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
Salid
a
Tierra
+6V
+6V
+6V
A
B
10kW
10kW
4.7kW
2N2222
2N2222
6V
Salida
A
B
Salida

9. Compuerta NOR
A
Tierra
Tierra
+6V
+6V
B
Tierra
+6V
Tierra
+6V
Salid
a
+6V
Tierra
Tierra
Tierra
A
B
10kW
10kW
4.7kW
2N2222
2N2222
6V
Salida
A
B
Salida

10. Resumen
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
A or
B
0
1
1
1
A nor
B
1
0
0
0
A nand
B
1
1
1
0
A and
B
0
0
0
1
A xor
B
0
1
1
0
A xnor B
1
0
0
1
Sustituyendo los voltajes y las “tierras” por
los dígitos binarios tenemos:
La secuencia de las entradas corresponden a los cuatro primeros
números expresados en el sistema binario
A
B
Salida
Compuerta XNOR
A
B
Salida
Compuerta XOR

11. Tipos de transistores
TTL (Transistor Transistor Logic): Son circuitos
fáciles de usar, requieren pocos cuidados en
su manejo, soportan 20 MHz o más. Cada
transistor gasta mucha energía: 3 mA. La
versión LowPower Schottky utiliza 80% de
voltaje y es más veloz. Requiere 5 V. Las
entradas no conectadas las asume como 1.
Colocar las salidas no utilizadas al voltaje de
alimentación para ahorrar energía.
(éstos son los que vamos a usar, podemos conectar un
capacitor de 0.01 a 0.1 mF)

12. Tipos de transistores
CMOS (Complementary Metal-Oxide-
Silicon): Son circuitos muy sensibles a la
estática y no son tan rápidos como los
TTL. Gastan poca energía: 0.1 mA.
Pueden energizarse con voltajes de 3 a
18V. Las entradas pueden provocar
ruido. No conectar las entradas cuando
el circuito no tenga corriente.

13. Estructura Interna Circuito Integrado LS7400
Vcc
1 2 3 4 5 6 7
14 13 12 11 10 9 8

14. Uso de la tableta
protoboard

15. Tableta protoboard Cable telefónico
blindado
Circuitos integradosResistencias
Puedes agregar otros componentes, como
LEDs, o enganchar otras tabletas de experimentación

16. Al insertar cualquier patita de
un componente,
automáticamente queda
conectada toda la columna
La alimentación
del circuito se
coloca en los
extremos a lo
largo de la
tableta
– +
Todos las entradas comparten
la misma información, los
grupos se mantienen
independientes

17. Los puentes o interconexiones se
hacen con un cable de cobre
protegido con plástico aislante
Energizamos una línea para
alimentar al circuito integrado
Energizamos una línea para
alimentar al circuito integrado
Éstos puentes permiten hacer interconexiones en nuestra tarjeta
y poder reutilizarse.

18. Hay otro tipo de tarjetas para probar
circuitos
Las líneas
energizadas
corren alrededor
del circuito
Área de trabajo
para
los circuitos
Área de interfaz con otros
circuitos
Alrededor de
cada agujero
existe un
recubrimiento
metálico para
las conexiones
de soldadura

19. Uso de resistencias
X1 Ω
X10 Ω
X100 Ω
X1,000 Ω
X10,000 Ω
X100,000 Ω
X1’000,000 Ω
X10’000,000 Ω
X100’000,000 Ω
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Negro
Café
Rojo
Naranja
Amarillo
Verde
Azul
Violeta
Gris
Blanco
Ninguno: ±20%
Dorado: ±5%
Plateado: ±10%
Tolerancia

20. + –
Configuración de los LED’s
+ –
Ya que utilizaremos
circuitos TTL, buscar
preferentemente aquellos
que soporten 5 V
+ –
Si no se consiguen de
éste tipo, agregar una
resistencia de 330 Ω
entre el LED y tierra

21. Proceso de diseño de
circuitos

22. 1. Define el problema que quieres
resolver, los estados, las variables
de entrada y las variables de
salida

23. 2. Resuelve el problema reduciendo
el circuito a su mínima expresión
utilizando circuitos comerciales
conocidos

24. 3. Documenta adecuadamente la
solución

25. 4. Implementa la solución en la
tableta revisando las
especificaciones de los circuitos
integrados que utilices, verifica la
operación correcta del circuito.
Documenta los problemas que
tuviste al armar el circuito e
inclúyelos en la documentación
inicial

26. Compuertas Lógicas
Cibernética y Computación 1
FINFIN