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Diseño lógico, prácticas.

Laboratorios de electrónica.
Ingeniería Mecánica Eléctrica.

Profesor de laboratorio:

Alumno:

Grupo:

Horario:

ÍNDICE
INTRODUCCIÓN................................................................................................................................1 PRÁCTICA 1.......................................................................................................................................3 “Compuertas básicas”.........................................................................................................................3

Trabajo de laboratorio.............................................................................................................4 Material....................................................................................................................................5
PRÁCTICA 2.......................................................................................................................................6 “Álgebra de Boole”..............................................................................................................................6 Objetivos.............................................................................................................................................6

Introducción.............................................................................................................................6 Cuestionario previo..................................................................................................................8 Trabajo de laboratorio.............................................................................................................9 Material..................................................................................................................................10
PRACTICA 3.....................................................................................................................................11 “Circuitos combinacionales”..............................................................................................................11

Objetivo.................................................................................................................................11 Introducción...........................................................................................................................11 Cuestionario previo................................................................................................................12 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................13 Material..................................................................................................................................13
PRACTICA 4.....................................................................................................................................14 “Multiplexores y demultiplexores”......................................................................................................14

Objetivo.................................................................................................................................14 Introducción...........................................................................................................................14 Cuestionario previo................................................................................................................17 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................18 Material..................................................................................................................................18
PRACTICA 5.....................................................................................................................................20 “Codificadores, decodificadores y comparadores”.............................................................................20

Objetivos................................................................................................................................20 Introducción...........................................................................................................................20 Cuestionario previo................................................................................................................22 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................23 Material..................................................................................................................................24
PRACTICA 6.....................................................................................................................................25 “Circuitos aritméticos”........................................................................................................................25

Objetivo.................................................................................................................................25 Introducción...........................................................................................................................25 Cuestionario previo................................................................................................................27 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................28 Material..................................................................................................................................29
PRÁCTICA 7.....................................................................................................................................30 “Circuitos secuenciales: biestables”...................................................................................................30

Objetivo.................................................................................................................................30 Introducción...........................................................................................................................30 Cuestionario previo................................................................................................................31 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................32 Material..................................................................................................................................33
PRACTICA 8.....................................................................................................................................34

"Temporizadores y contadores".........................................................................................................34

Objetivos................................................................................................................................34 Introducción...........................................................................................................................34 Tipos de contadores...............................................................................................................34 Cuestionario previo................................................................................................................35 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................36 Material..................................................................................................................................37
PRÁCTICA 9.....................................................................................................................................38 “Registro de Desplazamiento y Latch”...............................................................................................38

Objetivo.................................................................................................................................38 Introducción...........................................................................................................................38 Cuestionario previo................................................................................................................42 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................43 Material..................................................................................................................................43
PRÁCTICA 10...................................................................................................................................44 “Memorias Eprom”............................................................................................................................44

Objetivo.................................................................................................................................44 Introducción...........................................................................................................................44 Cuestionario previo................................................................................................................46 Trabajo de laboratorio...........................................................................................................47 Material..................................................................................................................................47
BIBLIOGRAFÍA.................................................................................................................................49

Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. INTRODUCCIÓN Estas prácticas están destinadas para los alumnos que cursen el laboratorio de Diseño Lógico, abarca los nuevos temas de la materia. Estas prácticas son importantes para los alumnos que estén estudiando alguna carrera de ingeniería. Hoy en día podemos encontrar compuertas lógicas en microprocesadores y microcontroladores, etc. Entender el funcionamiento, las leyes y la arquitectura que rigen el diseño lógico nos asegura un éxito en la electrónica digital. La primera práctica llamada “Compuertas Básicas”, trata de que el alumno conozca y aprenda a utilizarlas, además utilizará la datasheet (hoja de especificaciones) que proporciona el fabricante. Cuando el alumno diseñe un circuito para fines específicos notará la importancia que tiene la datasheet. En la segunda práctica, “Álgebra de Boole”, el alumno comprobará la importancia de las leyes y teoremas del álgebra booleana. Cuando George Boole publicó su trabajo titulado “An Investigation of the Laws of Thought” en 1854, ¿se habrá imaginado que sería las bases matemáticas para los microprocesadores, microcontroladores y los sistemas digitales?, lo cierto es que su trabajo permaneció en la oscuridad por 50 años hasta que un ingles llamado E. V. Huntington sistematizo su trabajo. Las siglas: SSI, MSI, LSI y VSLI dentro del diseño lógico son importantes, debido a esto el alumno investigará tales términos en la practica tres “Circuitos Combinacionales”. Es sorprendente que la suma lógica de dos números binarios sea la operación básica de una computadora y que nuestra computadora personal tenga millones de circuitos combinacionales y sin percatarnos de ello o darle importancia; las computadoras actuales lo realizan a velocidades sorprendentes como es el caso de la supercomputadora KamBalam (ubicada en C. U. DGSCA). El avance tecnológico hace que estos circuitos sean cada día más pequeños, funcionales y baratos. Los multiplexores y demultiplexores no se pueden quedar fuera de las prácticas por lo que se destina una práctica sólo a ellas, práctica cuatro. Estos son circuitos combinatorios que son utilizados en las comunicaciones como conmutadores, el multiplexor más común es el de ocho entradas de datos y una salida y la idea es que el alumno compruebe su funcionamiento en el laboratorio. Cuando hablamos de multiplexores y demultiplexor es hablar de codificadores y decodificadores, estos son muy importantes en el envío de información. Hoy en día existen protocolos ya establecidos que debemos de respetar, por mencionar alguno el protocolo TCP/IP. El BCD es otro ejemplo de codificación utilizado comúnmente para enviar información un visualizador. De este modo la codificación es muy usada hoy en día por lo que el alumno debe conocer el funcionamiento y los circuitos codificadores, práctica cinco. La ALU es una parte fundamental de una computadora, está se realiza con Circuitos Aritméticos en específico con sumadores, restadores y multiplicadores por esta razón en la práctica seis el alumno implementará estos circuitos. En la actualidad existen circuitos que contienen alguno de ellos, de este modo nos facilita su uso y ahorra espacio en nuestro circuito. Los circuitos que se fabrican hoy en día cada día son más pequeños y con más funciones, un ejemplo es el pic que tiene su ALU, memoria, etc. En esta práctica

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Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. realizarán los un circuitos aritméticos básicos para entender el funcionamiento ya sea de microcontrolador o un microprocesador. Un problema que surgió con los circuitos digitales fue que no almacenaba el estado lógico de la salida cuando desaparecía la señal de entrada, este problema se resolvió con la implementación de Circuitos Secuenciales Biestables. Los modelos comunes de los circuitos secuenciales son: la máquina de Mealy y la máquina de Moore la diferencia entre ellos son las salidas. La sincronía es muy importante en estos circuitos por lo que en la práctica siete se implementarán circuitos que involucren este concepto. Todo circuito digital necesita una señal de reloj en la entrada y para generar este tipo de señal se utilizan: el circuito 555, cristales de cuarzo y configuraciones con resistencias y capacitores, el resultado es una señal cuadrada que puede variar en su frecuencia,. Generar señales cuadradas es importante y hay circuitos capaces de generarlas con un mecanismo llamado PWM, por ejemplo el pic 16f628a. Para que un circuito tenga sincronía necesita un temporizador por lo que se destina la práctica ocho para que el alumno los pueda construir. Una necesidad del hombre es compartir la información es decir el envío de información, por ejemplo el Internet, los datos se envían en serie o en paralelo, hoy en día se utiliza más el envío en serie pues es más rápido y con menos errores, la práctica nueve Registro de Desplazamiento y latch involucra estos métodos. La distribución de las prácticas es de menos a más abarcando todos los temas del nuevo plan, se eligieron prácticas con materiales que son económicos y accesibles es decir que se pueden comprar en cualquier tienda que venda productos electrónicos. Todas las prácticas tienen: objetivo, introducción, cuestionario previo, el trabajo a realizar y su respectiva lista de material. Espero que con estas prácticas se beneficien y aprenden muchos estudiantes pues su objetivo principal es la enseñanza del diseño lógico.

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NAND. Objetivos. iniciando con la designación 74. así como dos combinaciones comunes de tales funciones. y un inversor siguiendo a una compuerta OR se denomina compuerta no-OR o NOR. disipación de potencia. El más rápido de los circuitos lógicos tipo saturados (aquellos que operan el transistor on en saturación). OR.transistor. 4. y establecerá los rangos de voltaje en que opera la lógica binaria en compuertas TTL. etc. La compuerta denominada OR. 3 . De los diversos tipos. diodos y otros componentes de estado sólido. Físicamente las compuertas lógicas las podemos encontrar contenidas en circuitos integrados lógicos. la serie LS es la más común en la actualidad ya que proporciona alta velocidad y baja disipación de potencia. es el circuito de lógica transistor .Prácticas para el laboratorio de diseño lógico.exclusiva también se usa como compuerta lógica básica. Mencione las características. Esta familia de circuitos TTL proporciona varias características lógicas y funcionales con características bien especificadas de velocidad. OR-Exclusiva (XOR) y NOR-Exclusiva. Las compuertas lógicas electrónicas empleadas inicialmente en computadoras digitales. OR y de inversión. también llamado TTL. Buffer. Mencione cuál es el voltaje mínimo a la entrada de la compuerta para que lo considere un “1” lógico. Las compuertas lógicas se disponen para realizar las operaciones AND. la función algebraica y la tabla de verdad de las siguientes funciones lógicas: AND. se conoce mediante la identificación numérica del fabricante. Introducción. El alumno comprobará en forma práctica las operaciones lógicas básicas mediante el uso de compuertas. NOT (inversor). 2. el símbolo grafico. Una familia o serie de circuitos TTL. Una inversión siguiendo a una compuerta AND se denomina no-AND o NAND. “Compuertas básicas”. Mencione cuál es el voltaje máximo a la entrada de la compuerta para que lo considere un “0” lógico. se fabrican principalmente como unidades de circuitos integrados empleando transistores. 1. Cuestionario previo. PRÁCTICA 1. Especifique las diferencias entre las distintas series TTL ( Standard. Práctica 1: “Compuertas Básicas”. LS. S y H) 3. NOR. L.

4v 0 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 3.4 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 0 3.4 3.1.2. 4 .4 Tabla 1. Mida los niveles de voltaje a la salida de la compuerta. 1.1.2.4.4 3.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 1. Polarice los C. Llene las siguientes Tablas: 1. 1. Trabajo de laboratorio. Mencione cuál es el voltaje de salida máximo que especifica el fabricante cuando la salida es un “0” lógico.3. (circuitos integrados) 7400. 7432.1.I.3. Aplique en las terminales de una de las compuertas los niveles de voltaje necesarios para introducir unos y ceros lógicos (con todas las combinaciones posibles). 7408.2 y 1. 1.4 3. Revise la datasheet (hoja de especificaciones) de los C. 1. 7404. 7405. A 0 1 S 3.4 Práctica 1: “Compuertas Básicas”.4 3.I. Tabla 1. 7486 y 74125. 6. Mencione cuál es el voltaje de salida mínimo que especifica el fabricante cuando la salida es un “1” lógico. A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 0 0 0 3. 1. 5.

74LS08. 74LS04. • 1 Resistor de 330 Ω a ½ Watt. • 1 Led. 74LS05. Material.3.I.2.4 0 2. 74LS86. • C. Polarice una compuerta AND y una sus dos terminales de entrada. • Alambre.5 3. 74LS125. 2. comience con cero volts e incremente lentamente hasta que el led encienda.1 3. En la salida de la compuerta coloque una resistencia de 330Ω y un led en serie.3. 5 . 2. No olvide entregar sus conclusiones. 74LS32. mida el voltaje de la fuente.1. Tabla 1.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico.s 74LS00. mida el voltaje de la fuente. Ahora comience con cinco volts y decremente lentamente hasta que el led se apague.4 3. 2. Alimente con una fuente de voltaje variable las entradas de la compuerta. Práctica 1: “Compuertas Básicas”. A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 0 3.4 0 A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 S 0.

Complementación. Elementos identidad. entonces existe otro elemento a. Shannon introdujo un álgebra Booleana de dos valores denominada álgebra de interruptores. Ley conmutativa. Objetivos. entonces x efectuada por ( ¿ y es un elemento. llamado el elemento identidad con respecto a (+). Ley conmutativa con respecto a la suma: x + y = y + x. Si “x” es un elemento en el dominio de “B”. en la cual demostró que las propiedades de los circuitos eléctricos y estables con interruptores pueden representarse con está álgebra. La operación efectuada por (+) recibe el nombre de suma lógica. 4. se emplean los postulados formulados por E. 6 . que tiene la propiedad x + 0 = x. b. Implementar y diseñar circuitos combinacionales de varias etapas. Si “x” o “y” son elementos. x + x x el complemento de x. La multiplicación es distributiva sobre la suma: x (y + z) = (x y) + (x z) b. entonces x + y es un elemento. Huntington en 1904.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. denominado el elemento identidad con respecto a ( ). Postulados de Huntington 1. En 1938 C. En 1854 George Boole introdujo un tratamiento sistemático de la lógica y desarrolló para este propósito un sistema algebraico que ahora se conoce como álgebra Booleana. ¿ ¿ 3. Si “x” o “y” son elementos. PRÁCTICA 2 “Álgebra de Boole”. La suma es distributiva sobre la multiplicación: x + (y z) = (x + y) (x + z). E. Para la definición del álgebra Booleana. Existe un elemento 0 en B. Ley conmutativa con respecto a la multiplicación x y = y ¿ ¿ x. Ley distributiva. Cierre. Sea x un elemento en ele dominio de B. La operación ) recibe el nombre de multiplicación lógica. ¿ b. b. Existe un elemento 1 en B. que satisface las propiedades: =1 Práctica 2: “Álgebra de Boole”. a. Introducción. Comprender la importancia de los teoremas del álgebra Booleana en la simplificación de circuitos digitales. a. que tiene la propiedad de que x 1=1. ¿ 2. a. ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ 5. V. Existe un dominio B que tiene al menos dos elementos distintos y dos operadores binarios (+) y ( ) tales que: a.

Diferencias entre el álgebra de Boole y el álgebra ordinaria. La ley distributiva de + sobre es decir: x + (yz) = (x+y)(x+z). Las operaciones de conmutación son las siguientes: • Operación AND • Operación OR • Operación NOT Práctica 2: “Álgebra de Boole”. Intercambiando 1 por 0 o 0 por 1. 7 . 2. el Álgebra Booleanase ha denominado Álgebra de conmutación y a las variables que representan a las constantes de conmutación se les conoce como variables de conmutación.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Por esta razón. es válida para el álgebra de Boole pero no para el álgebra ordinaria. El álgebra de Boole no tiene inversos aditivos o multiplicativos y por tanto no hay operaciones de sustracción o división. x =0 el complemento de ¿ x x efectúa la operación de complementación sobre “x”. 1. Estos eran dispositivos que se ubican en dos posiciones estables: desactivado o activado. ¿ ¿ Álgebra de conmutación Fue hasta 1937 por Clauede Shannon que puso en práctica el Álgebra Booleana en un circuito de interruptores de dos elementos. El complemento de un elemento no esta disponible en el álgebra ordinaria. ¿ 3. Esta aparece como teorema. Principio de dualidad Establece que las expresiones algebraicas deducidas de los postulados permanecen válidos si se intercambian los operadores y elementos de identidad. El dual de una expresión algebraica se obtiene: Intercambiando + por o por +. 4. igualmente es posible denominar estas dos posiciones “0” y “1”. Los postulados de Huntington no incluyen la ley asociativa. b.

Enuncie y ejemplifique los teoremas del Álgebra Booleana. 6. S = A B ⋅ C D ⋅ E F . Se requiere un bus de datos que envié información de dos partes diferentes. 1. como se Figura 2.1. 5. Cuestionario previo. Diseñe una compuerta OR de dos entradas utilizando solamente compuertas NAND. Práctica 2: “Álgebra de Boole”.1. Diseñe un circuito combinacional para la función muestra en la figura 2. Explique los diferentes tipos de salidas de los circuitos TTL (Totem-Pole. Diseñe un circuito (bloque C) donde si el Sw esta en la posición 1 los datos que pasan son los del bloque A y cuando el Sw está en la posición 2 los datos que pasan son los del bloque B. 2. 3.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 7. 8 . Colector Abierto y Tres Estados) indique ventajas y desventajas de cada una de ellas. Diseñe el bloque C usando circuitos de 3 estados (el bus debe ser mínimo de 4 líneas). Obtenga y diseñe el equivalente de la función NAND de dos entradas mediante el teorema de De Morgan. Diseñe el circuito combinacional de la siguiente función: g=(A+B)·(A+C) utilice únicamente dos compuertas: 4.

Alimente las entradas con todas las combinaciones posibles y llene la siguiente Tabla 2. LED Práctica 2: “Álgebra de Boole”. Llene la Tabla 2. en la salida coloque una resistencia de 330Ω y un led.3. LED 2. Llene la Tabla 2. A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 Tabla 2. A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Tabla 2. Implemente el circuito diseñado en el punto 6 del cuestionario previo. en la salida coloque una resistencia de 330Ω y un led.2 y compare los datos obtenidos con la tabla de verdad de una compuerta OR. 1. LED 3.1.3. A 0 1 1 0 B 1 0 1 0 C 0 0 1 0 D 1 1 1 0 E 0 0 1 0 F 1 0 1 0 Tabla 2. Implemente el circuito diseñado en el punto 5 del cuestionario previo. 9 . Implemente el circuito diseñado en el punto 3 del cuestionario previo.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico.1. Trabajo de laboratorio.2. en la salida coloque una resistencia de 330Ω y un led.

1 . Implemente el circuito del punto 7 del cuestionario previo. A A1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 B A2 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 B1 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 1 B2 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 SW Posición 1 Posición 1 Posición 1 Posición 1 Posición 1 Posición 1 Posición 1 Posición 2 Posición 2 Posición 2 Posición 2 Posición 2 Posición 2 Posición 2 LED’s LED 1 LED 2 Material. Práctica 2: “Álgebra de Boole”. 74LS32. 2 Resistores de 4.4. 74LS00.7 kΩ a ½ Watt.4. pero sólo para un bus A. 74LS04. 2 Resistores de 330 Ω a ½ Watt.s: 74LS08. Tabla 2. 1 Dip switch de 8.I. 4.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. En cada salida conecte una resistencia de 330Ω y un led. Alambre. B y S de 2 bits. No olvide entregar conclusiones. 74LS125. Llene la tabla 2. • • • • • • C. 2 Leds.

Resolver problemas mediante una metodología de diseño combinacional. Los circuitos lógicos para sistemas digitales pueden ser de dos tipos: combinacionales o secuenciales. PRACTICA 3. en un circuito combinatorio todas las salidas en un tiempo determinado dependen sólo de las entradas en ese tiempo y en un circuito secuencial emplea elementos de memoria (celdas binarias). Todos los circuitos combinacionales pueden representarse empleando álgebra de Boole y lógica binaria.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Objetivo. sus salidas son una función de las entradas y el estado de los elementos de memoria y esta son una función de las entradas previas y como consecuencia las salidas dependen de las entradas presentes y además de las entradas del pasado. 11 . “Circuitos combinacionales”. así cada señal de entrada es una variable de la ecuación. Entre los circuitos combinacionales clásicos tenemos: Lógicos: • Generador/Detector de paridad • Multiplexor y Demultiplexor • Codificador y Decodificador • Comparador Aritméticos : • Sumador • Restador Aritméticos y lógicos: • Unidad aritmética lógica. Estos circuitos están compuestos únicamente por puertas lógicas interconectadas entre sí. Práctica 3: “Circuitos combinacionales”. Introducción. describiendo de forma matemática el funcionamiento del sistema combinacional.

B S 0 IO 1 I1 0 I2 1 I3 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 A 0 0 1 1 Práctica 3: “Circuitos combinacionales”.1 se define por la función debajo de este. Esto permite emplear diferentes métodos de simplificación para reducir el número de elementos combinacionales que forman el sistema. Su función combinacional seria . Encuentre la función que representa a las siguientes Tablas: 3.2. C S 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 Tabla 3.1 y 3. MSI. para una puerta OR sería . ¿Qué es una suma de productos (minitérminos)? 5. Mencione un par de métodos de simplificación de funciones lógicas y en qué consisten. ¿Qué es un producto de sumas (maxitérminos)? 6. la siguiente figura 3.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 4. de ser posible. • Margen de ruido. LSI y VSLI y por cuántas compuertas se componen? 2. 3. 12 . simplifique por el método de Karnough. Por ejemplo.1. • Disipación de potencia. F = A⋅ B F = A + B Figura 3. 1. ¿Qué significan las siglas SSI. Defina los términos: • Fan-out. Estas operaciones se pueden combinar formando funciones más complejas. Cuestionario previo. De esta forma. Tabla 3.1. un sistema combinacional compuesto exclusivamente por una puerta AND tendría dos entradas A y B. • Tiempo de propagación.2.

6.I. 1 C. 13 . Trabajo de laboratorio.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Alambrar el circuito y probarlo. 1. 74LS04. 1. El instructor planteará un problema que deberá ser resuelto mediante el siguiente método: 1. Alambre. Material.I.5. Con la función obtenida dibujar el diagrama lógico.s 74LS08 o 741LS11. Elaborar una tabla de verdad que refleje el comportamiento del problema planteado. Identificar y definir las variables de entrada y las variables de salida. Analizar el problema.1.3. 1. 3 C. 8 Resistores de 4. 1. 3 Leds. 3 Resistores de 330Ω a ½ Watt.4.I.2. 3 C. Práctica 3: “Circuitos combinacionales”. Utilizar un método de simplificación para obtener una función reducida a partir de los minitérminos de la tabla de verdad.s 74LS32. 1 Dip switch de 8. 1. • • • • • • • • No olvide entregar conclusiones. 1.7 kΩ a ½ Watt.

• Elaborar la tabla de verdad. El selector de datos permite que los datos fluyan solamente de la entrada a la salida. En el selector de datos la posición del dato se selecciona colocando el número binario adecuado en las entradas de selección de datos. Análogamente con un multiplexor los datos de entrada se transfieren a través de los circuitos del selector. La selección del dato se hace girando mecánicamente el rotor del conmutador rotatorio. Entradas 0 1 2 3 4 5 6 7 Salida Figura 4. • Nombrar de las variables.1.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Adicionalmente. Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”. PRACTICA 4 “Multiplexores y demultiplexores”. Un dato de entrada se transfiere a través de los contactos del conmutador rotatorio. Las ocho entradas están a la izquierda y la única salida esta a la derecha. Objetivo. • Identificar las variables de entrada y salida. Un selector de datos puede considerarse como un conmutador rotatorio de una dimensión. Comprobará la ventaja de utilizar circuitos que integran funciones específicas (en este caso la de multiplexor) en comparación de la implementación de esta función en forma discreta. mientras que el conmutado rotatorio permite que loas datos fluyan en ambas direcciones. con multiplexores es posible implementar combinacional. Introducción. para lo cual debemos seguir los siguientes pasos: cualquier circuito • Comprensión del problema. como lo muestra la figura 4. 14 . Un multiplexor o selector de datos es la versión electrónica de un conmutador rotatorio de un sentido.1.

D) = ∑(1.15) Y = F(A.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Tabla 4. Como son tres selectores.3. A 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 B 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 C 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 D 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 X 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 1 1 Y 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 0 0 1 Tabla 4.4.1.5.C. La variable más significativa es la entrada del multiplexor y las demás son los selectores.C. • Variables de entrada: A B C y D. Z 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 X = F(A. • Cuatro variables de entrada.11.10. tres variables de salida. • Obtener resultados del mapa.D) = ∑(2.9. variables de salida: X Y Z.6.1.12. 15 .B.6.D) = ∑(7.9.C.14.14) • Para la selección del multiplexor se debe analizar las variables de entrada.11.B.3.12. • Seleccionar el multiplexor.15) Z = F(A. Ejemplo: Sumador de dos números de dos bits: • Se necesita diseñar un sumador de dos números de dos bites utilizando multiplexores.B. • Elaborar el diagrama lógico. Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”.13. el multiplexor a escoger para cada variable de salida es de ocho canales.8. • Establecer el mapa del multiplexor.

1 5 ). 8 . 1 4 . 1 1 . B . 6 . 1 0 . A’ A I0 0 8 0 I1 1 9 0 I2 2 10 A I3 3 11 A I4 4 12 0 I5 5 13 A I6 6 14 A I7 7 15 1 Y = F ( A . 5 . 16 . 3 . C . 1 5 ) . C . D ) = Σ ( 7 . 6 . 9 .Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. B . 3 . 4 . D ) = Σ ( 2 . 1 2 . 1 4 ). C . • Mapas del multiplexor y resultados: X =F ( A . D ) = Σ ( 1 . 1 1 . 1 3 . A’ A I0 0 8 A I1 1 9 A I2 2 10 A’ I3 3 11 A’ I4 4 12 A I5 5 13 A’ I6 6 14 A’ I7 7 15 A Z =F ( A . 9 . 1 2 . B . A’ A I0 0 8 0 I1 1 9 1 I2 2 10 0 I3 3 11 1 I4 4 12 1 I5 5 13 0 I6 6 14 1 I7 7 15 0 • Diagrama lógico Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”.

Diseñe el diagrama lógico de un multiplexor de 4 entradas. Utilice la siguiente Tabla 4. utilizando multiplexores. 4. Diseñe el diagrama lógico de un restador de dos números (A y B) de dos bits. Cuestionario previo.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”. 2. utilizando compuertas básicas. Explique el funcionamiento del multiplexor y del demultiplexor. 1. 17 .2. 6.2. utilizando 4 multiplexores de 8 entradas y compuertas básicas. 3. Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS151. Figura 4. utilizando compuertas básicas. Diseñe el diagrama lógico de un demultiplexor de 4 salidas. mencione cuál es su función y para que sirve cada una de sus terminales 5. Diseñe el diagrama lógico de un multiplexor de 32 entradas.

Alambre el sumador mostrado en el ejemplo de está práctica. 18 . 3. un 1 indica un resultado positivo. R0 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 0 * Un 0 indica un resultado negativo o neutro.I. Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”.s 74LS08.I. Trabajo de laboratorio.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 4 Resistores de 330Ω a ½ Watt. Implemente el demultiplexor diseñado en la tarea de casa.2.7 kΩ a ½ Watt. 3 C. 4 resistores de 4. 4 Leds. 1 Dip Switch de 8. 2. 1. 74LS04. x 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 A0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 B0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 Signo* 0 0 0 0 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 R1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 0 0 Tabla 4.s 74LS151. Alambre el restador diseñado en la tarea de casa. Material. • • • • • • C. 74LS7432.

Práctica 4: “Multiplexores y demultiplexores”. No olvide entregar conclusiones. 19 .Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. • Alambre.

PRACTICA 5 “Codificadores. Objetivos. ciertas entradas pueden hacer que en la salida se presente la suma lógica de dichas entradas. la salida 0 podría indicar que no hay ninguna entrada activada o que se ha activado la entrada número 0. este tipo de codificadores es usado únicamente cuando el rango de datos de entrada está correctamente acotado y su funcionamiento garantizado. Un decodificador es un circuito combinatorio que convierte la información binaria de “n” líneas de entrada a un máximo de 2n líneas únicas de salida. ocasionando mayor confusión. convierte un código binario de entrada (natural. Práctica 5: “Codificadores. Además. decodificadores. Por ello. m≤2 n . comparadores y el display de siete segmentos sea en configuración ánodo común o cátodo común.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. decodificadores y comparadores”.) de N bits de entrada y M líneas de salida (N puede ser cualquier entero y M es un entero menor o igual a 2N). tales que cada línea de salida será activada para una sola de las combinaciones posibles de entrada. decodificadores y comparadores”. Introducción. ya que la forma original de este tipo de archivos es demasiado grande para ser procesada en tiempo real por los sistemas de comunicación. puede darse el caso de salidas cuya entrada no pueda ser conocida: por ejemplo. imagen o vídeo. El codificador más usado es el codificador de prioridad. Los codificadores son utilizados en archivos multimedia para comprimir audio. Las líneas de salida generan el código binario de salida para las 2n variables de entrada. BCD. El alumno aprenderá a diseñar y utilizar los codificadores. Un codificador tiene 2n (o menos) líneas de entrada y n líneas de salida. de esta manera conocerá la importancia de tales circuitos. 20 . En el caso de codificadores sin prioridad. El propósito es generar 2n o menos términos de “n” variables de entrada. es decir que en línea de n a m donde Esto es. Existen dos tipos fundamentales de codificadores: codificadores sin prioridad y codificadores con prioridad. etc.

A mayor que B y A menor que B. Si por ejemplo tenemos un decodificador de 2 entradas con 22=4 salidas. Ecuaciones equivalentes D0=A1⋅A 0 D1=A⋅A0 D2=A 1⋅A 0 D3=A 1⋅A 0 Figura 5. El circuito decodifica la información de entrada en BCD a un código de siete segmentos adecuado para que se muestre en un display de siete segmentos.1. decodificadores y comparadores”. su funcionamiento sería el que se indica en la siguiente Tabla 5. en el que las entradas. es decir. Entradas A0 A1 0 0 0 1 1 0 1 1 Tabla 5.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Un circuito comparador combinatorio compara dos entradas binarias (A y B de n bits) para indicar la relación de igualdad o desigualdad entre ellas por medio de "tres banderas lógicas" que corresponden a las relaciones A igual B. su salida será 1 y las otras dos producirán una salida igual a cero. Práctica 5: “Codificadores. Este decodificador es de siete segmentos es muy usado en la actualidad. Salidas. además de que también se les puede conectar en cascada para manejar entradas más grandes.2. Cada una de estas banderas se activara solo cuando la relación a la que corresponde sea verdadera.2. Un decodificador con entrada de activación puede usarse como demultiplexor. 21 . Dentro de la familia de circuitos TTL se les denomina a estos circuitos con el número 7485 y manejan entradas de 4 bits. D2 D1 D0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 D3 1 0 0 0 El circuito queda ilustrado en la figura 5.1.

entonces: A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 X 0 1 0 0 Q 1 0 0 1 Tabla 5. de modo tal que: Z(A. Sean A y B entradas de un bit.B) = AB‘ La siguiente figura 5.3 muestra el diseño con compuertas. Cuestionario previo. de modo tal que: X(A. Práctica 5: “Codificadores. 22 .2. Se muestra un ejemplo de un comparador de dos bits.B) = A‘B "Q" es la función que determina cuando A = B en verdadero.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. decodificadores y comparadores”.3.B) = A‘B‘ + AB "Z" es la función que determina cuando A > B en verdadero. de modo tal que: Q(A. Z 0 0 1 0 "X" es la función que determina cuando A < B en verdadero. Para este caso se requiere utilizar para su diseño la Tabla 5. Figura 5.2 y luego determinar las funciones booleanas que producen las salidas requeridas.

8) Diseñe un circuito combinacional que compare un dato A con un dato B. 7) Mencione cuál es la configuración y el funcionamiento de un display de ánodo común y de un display de cátodo común. 23 . Trabajo de laboratorio. decodificadores y comparadores”. mencione cuál es su función y para qué sirve cada una de sus terminales. ambos de dos bits y que cumpla con la siguiente Tabla 5.4. 1) ¿Explique qué es un codificador? 2) ¿Explique qué es un decodificador? 3) ¿Explique qué es un comparador? 4) Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS147.3.3. S0 0 1 1 9) Explique qué es lo que hace el siguiente circuito de la figura 5. 6) Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS85. Condiciones A>B A<B A=B S1 1 0 1 Tabla 5.4.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. mencione cuál es su función y para qué sirve cada una de sus terminales. Práctica 5: “Codificadores. Figura 5. mencione cuál es su función y para qué sirve cada una de sus terminales. 5) Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS47.

Práctica 5: “Codificadores. Alambre un circuito que muestre en un display de siete segmentos el valor en decimal (0 al 9) que se le alimente en la entrada. Material. Por ejemplo.I. 3. 10 Resistores de 4. 1 Display de ánodo común. 3 Resistores de 330 Ω a ½ Watt.7 kΩ a ½ Watt. 24 .s 74LS47.I. revise en la datasheet. 74LS32.I. No olvide entregar conclusiones. C. 1 Dip Switch. la disposición y configuración de las terminales. decodificadores y comparadores”. • Nota: si un circuito es muy costoso o es difícil de conseguir el profesor sugerirá un circuito integrado sustituto y las recomendaciones necesarias. 3 C. Implemente un circuito que compare dos números de 4 bits utilizando el C. C. Tome como base el circuito del punto 9 de la tarea de casa y considere si es necesario un inversor a la salida del circuito 74LS147.s 74LS08. si no encuentra el 74LS147 lo podrá sustituir por el circuito integrado CD74HC147. • • • • • • • • Alambre.I. 74LS85. Implemente el comparador diseñado en el punto número 8 de la tarea de casa.s 74LS125. 3 Leds. 74LS147. 74LS85.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 1. 2.

cabe mencionar que las variables de salida producen la suma y el acarreo. Sumador: Es un circuito que suma dos números de n bits. La figura 6.1. medio restador y aprenderá a utilizar el circuito sumador 7483. Se produce como salida un bit de la suma y un bit del acarreo de salida del bit más significativo. medio sumador. A 0 0 1 1 Las salidas de c y s son: S = A B+ A B = A B 0 1 0 1 ⊕ B Tabla 6. Generalmente realizan las operaciones aritméticas en código binario decimal o exceso 3. acepta los dos bits que se van a sumar junto con el acarreo resultante de la suma de los bits menos significativos.1 muestra un esquema de un sumador. En los casos en los que se esté empleando un complemento a dos para representar números negativos el sumador se convertirá en un sumador-substractor. En las computadoras se encuentra en la Unidad aritmético lógica (ALU). restador. Introducción. C S 0 0 0 1 0 1 1 0 Y C=A B Práctica 6: “Circuitos aritméticos”. PRACTICA 6 “Circuitos aritméticos”. por regla general los sumadores emplean el sistema binario.1. 25 . Objetivo.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Xi Yi Si Ci+1 Ci Figura 6.1. Medio sumador Este tipo de circuito necesita dos entradas binarias y dos salidas binarias. observe la Tabla 6. El alumno conocerá la estructura y el funcionamiento del sumador.

B S =C i ( A B+ A B )+ C i ( A + A B )=C i ⊕( A ⊕B ) B A 0 0 1 1 0 0 1 1 B 0 1 0 1 0 1 0 1 Tabla 6. Sumador completo: Este circuito consiste en tres entradas y dos salidas y como lo muestra la Tabla 6. C = ( S =( A + B )( A + y .Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. LA ecuación que modela a este sumador son: S = A B C i + A B C i+ A C I + A B C i . Ci 0 0 0 0 1 1 1 1 Donde: Ci = Acarreo anterior. El circuito consiste en dos entradas y dos salidas. A + B ) S =( A B + A B ) Y B ) .3.3. 26 . Medio restador. Para la resta se requiere tomar dos sumadores y el complemento del sustraendo. M 0 0 1 1 Y su ecuación es la siguiente: Tabla 6. Ci+1 S 0 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 Otra variante del sumador completo se obtiene con dos medios sumadores y una compuerta “or”.2. Restador. como lo muestra la Tabla 6.2. S = Suma. S B 0 0 1 1 0 0 1 0 D 0 1 1 0 Práctica 6: “Circuitos aritméticos”. S =( A + B )( A + B ) y C=A B C=A B . 3. Ci+1 = Acarreo siguiente. Otras variantes del medio sumador son: 1. 2.

M 0 0 0 0 1 1 1 1 S 0 0 1 1 0 0 1 1 Bi 0 1 0 1 0 1 0 1 Tabla 6. B = préstamo.2. El circuito que se utiliza para la multiplicación se muestra en la figura 6. Bi+1 D 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 Por lo que: D=M S Bi + M S Bi + MSB i + M S B i D=M ( S B i+ S Bi )+ M ( SB i + S B i ) D=M ( S ⊕Bi )+ M ( S ⊕Bi ) D=M ⊕( S ⊕B i ) Multiplicación.4. Restador completo. como lo muestra la Tabla 6. 27 .2.4. 1) ¿Explique qué es un medio sumador y diseñar un diagrama lógico que realice dicha función? Práctica 6: “Circuitos aritméticos”. D = diferencia. D= M S + M S = M ⊕S B=M S Donde: M y S = números a restar.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Cuestionario previo. Donde: P0 =A 0 B0 P1= A 1 B 0 + A 0 B1 P2 =Ci + A 1 B1 Figura 6. Este circuito consiste de tres entradas y dos salidas.

Utilice compuertas básicas y un multiplexor de 4 entradas. 28 .3. 2. mencione cuál es su función y para qué sirve cada una de sus terminales? 8) Analice y explique el circuito de la siguiente figura 6. 2) ¿Explique qué es un sumador completo y diseñar un diagrama lógico que realice dicha función? 3) ¿Explique qué es un medio restador y diseñar un diagrama lógico que realice dicha función? 4) ¿Explique qué es un restador completo y diseñar un diagrama lógico que realice dicha función? 5) ¿Explique qué es una ALU (Unidad Lógica y Aritmética)? 6) Diseñar una ALU que realice las siguientes funciones: (A and B). 1. Trabajo de laboratorio. Figura 6. (A nand B) y (/A). Implemente la ALU diseñada en el punto número 6 de la tarea de casa. (A or B).3.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 7) ¿Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS83. Práctica 6: “Circuitos aritméticos”. Implemente el sumador completo diseñado en el punto número 2 de la tarea de casa.

Alambre. 1 C. No olvide entregar conclusiones. 6 Resistores de 330 Ω a ½ Watt. 6 Leds. 74LS32. 5 Resistores de 4.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 1 Dip Switch de 8. C. 4 Resistores de 4. Alambre el circuito de la figura del punto 8 de la tarea de casa. • • • • • • • • • 2 C. 74LS125. 3. 74LS00. Material. Práctica 6: “Circuitos aritméticos”.s 74LS86.I.7 kΩ ½ Watt.s 74LS08.I 74LS83.7 kΩ a ½ Watt.I. 29 .

con lo que tendremos biestables síncronos y asíncronos.2. Práctica 7: “Circuitos secuenciales: biestables”. como se ilustra en la figura 7. Objetivo. • Por el sincronismo de disparo. de modo que almacenan la información binaria de un bit. aún después de desaparecer la señal de entrada. Los hay de varios tipos pero su esquema general es el siguiente. Los biestables son circuitos lógicos que presentan una salida que puede estar en uno de los dos estados posibles (0 ó 1). una es la inversa de la otra.1. Introducción. 30 . Los biestables se construyen con dos salidas. con lo que tendremos biestables tipo R-S. Los biestables pueden clasificarse de dos formas: • Por su entrada. J-K. figura 7. Figura 7. Q y /Q. Un circuito secuencial es aquel donde las salidas en un instante de tiempo dependen de las entradas en ese instante de tiempo y en instantes anteriores.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. PRÁCTICA 7 “Circuitos secuenciales: biestables”. Q define el estado del biestable. D y T.2. La evolución pasada está almacenada en unos elementos con capacidad de memorizar el estado interno.1 Figura 7. • Que el alumno se familiarice con dispositivos digitales secuenciales para entender sus características y técnicas de diseño. mientras que la otra es utilizada para otros propósitos en los circuitos combinacionales y es la inversa de la primera. Cada bit de información de estado se guarda en un biestable.

D y T. Estado Siguiente A 0 0 1 1 1 0 B 0 1 0 0 1 0 C 1 0 0 1 0 0 110 101 000 100 Práctica 7: “Circuitos secuenciales: biestables”.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico.1. 2) Obtener las tablas de excitación para los flips-flops tipo: SR. 7) Diseñar una máquina de estado con flip-flops JK que realice la siguiente secuencia en forma cíclica: Estado Presente A 0 0 0 1 1 1 B 0 0 1 0 0 1 C 0 1 0 0 1 0 Tabla 7. JK. 001 010 31 . 3) Consulte la datasheet del circuito integrado 74LS76. 4) Defina la diferencia entre un circuito síncrono y un asíncrono. 5) Diseñe un contador síncrono con flip-flops JK que cuente de 000 a 111. 1) Investigar los diferentes tipos de flip-flops que existen y hacer una breve descripción de sus características y funcionamiento. Cuestionario previo. 6) Diseñe un contador asíncrono con flip-flops JK que cuente de 000 a 111. mencione cuál es su función y para qué sirve cada una de sus terminales.

Implemente el circuito diseñado en el punto 7 del cuestionario previo. Alambre el contador diseñado en el punto 5 del cuestionario previo. como lo muestra la figura 7.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 1. 4. utilizando compuertas NAND. 3. Práctica 7: “Circuitos secuenciales: biestables”. 32 . Figura 7.3.3. 2. Arme el contador diseñado en el punto 6 del cuestionario previo. Diagrama de estados. Trabajo de laboratorio. Implemente un flip-flop SR básico.

s 74LS08. 74LS00. Práctica 7: “Circuitos secuenciales: biestables”. No olvide entregar conclusiones. 4 Resistores de 330 Ω a ½ Watt.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico.7 kΩ ½ Watt. Material.I.s 74LS76. 33 . 2 C. 3 Leds. Alambre.I. • • • • • • • C. 2 Resistores de 4. 2 Push buttons.

• Contadores paralelos. Activa una sola salida entre varias. En respuesta al pulso de conteo. El contador es un circuito secuencial construido a partir de biestables y puertas lógicas. descendentes. El alumno implementará un temporizador y un contador con un circuito LM555. PRACTICA 8 "Temporizadores y contadores". El cómputo se realiza en un código binario. • Contador en anillo. No se emplea un contador binario seguido de un decodificador debido a que. Contadores binarios de n bits cuentan todos los números posibles de n bits. • Contador Johnson. Está formado por un conjunto de biestables conectados como un registro de desplazamiento. Clasificación: Contadores síncronos donde todos los biestables conmutan a la vez. que con frecuencia será el binario natural o el BCD natural. desde 0 hasta 2n − 1). Asíncronos donde el reloj no es común y los biestables conmutan uno tras otro. la salida siguiente pasa a ser la activa. Introducción. con un lazo de realimentación que se obtiene uniendo las salidas del último biestable con la entrada del primero. se clasifican en ascendentes. podría producir pulsos indeseados en otras salidas.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. capaces de realizar el análisis de los impulsos que recibe en la entrada destinada a tal efecto. Objetivos. Según el sentido. con una señal de reloj común. contadores BCD (cuentan del 0 al 9) y contadores Módulo N (cuentan desde el 0 hasta el N-1). almacenar datos o actuar como divisor de frecuencia. Ascendentes/descendentes y dependen de la señal de control. al conmutar entre dos estados. Práctica 8: ”Temporizadores y contadores”. 34 . Tipos de contadores. También observará la importancia de tener un contador en un sistema digital.

• Si RA=100Ω y C=22μF. nombre. 3. 1. • Si RA=100Ω Y C=22μF. Cuánto debe valer RB para obtener una frecuencia de 0. D = ciclo de trabajo. Figura 8. De la figura 8. Investigue que circuito debe implementarse con el CI LM555 para que tenga una operación astable. • Ciclo de trabajo. Cuestionario previo. • Frecuencia. De una señal cuadrada que será usada como pulso de reloj. 44 F= ( Ra + 2⋅R b )⋅C Rb D= (R a + 2⋅Rb ) Donde: F = frecuencia. ¿Cómo debe conectarse para realizar cuentas ascendentes y descendentes? Práctica 8: ”Temporizadores y contadores”. 2.1.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Revise la datasheet del CI 74LS190/191 y mencione: ¿Cuál es su función. Consulte la datasheet. Cuánto debe valer RB para obtener una frecuencia de 500 Hz. asignación y función de cada una de sus terminales. 35 . Las ecuaciones que rigen el funcionamiento del CI LM555 en operación astable son: 1. 4. • Flanco de bajada.25 Hz. • Periodo. • Nivel alto. indique que es: • Flanco de subida.1. • Nivel bajo.

Realice nuevamente este experimento pero sustituya el resistor Ra de 100 Ω por una de 10 KΩ. Agregue al circuito anterior un decodificador BCD/7 segmentos y un display de ánodo común. 4. En la salida (terminal 3 del LM555) conecte un resistor de 330Ω y un LED. 1. Utilice para C un capacitor electrolítico de 22μF a 16V. una RA de 100Ω y para RB utilice un preset de 100KΩ. Realice las conexiones necesarias para que cuente del 0000 al 1001. 5. en la entrada de reloj (CP) conecte la salida del circuito LM555 armado en el punto anterior. Tome nota de sus observaciones. Alambre un contador binario con el circuito integrado 74LS190/193 para que trabaje de manera descendente. Figura 8.2. Arme un temporizador.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Ahora configure el circuito para que realice una cuenta ascendente. 36 . LM555 en configuración astable. 2.I. utilice compuertas básicas en caso de ser necesario. Trabajo de laboratorio. como lo muestra la figura 8. Una vez armado polarice y cambie el valor de Rb de 0 Ω a 100 KΩ. 3. con el C.2. Práctica 8: ”Temporizadores y contadores”.

1 Display de ánodo común. • • • • • • • • • • • • 4 Resistores de 330 Ω a ½ Watt.s 74LS08. 74LS125. LM555. C.I.I. 1 C.I. 74LS32. Práctica 8: ”Temporizadores y contadores”. 74LS86. 1 Preset de 100KΩ o mayor. 1 Capacitor cerámico de 0. 74LS04.01uF. 74LS47. 37 . 74LS190/193.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Material. 1 Resistor de 1 KΩ a ½ Watt. 1 Capacitor electrolítico de 22uF a 16 V. 74LS00. No olvide entregar conclusiones. 1 C. 1 Resistor de 100 Ω a ½ Watt. • Alambre. 4 Leds.I. 1 C.

Se toma muestra de ellas cuando lo indica la señal de reloj. Activo por flanco de subida. • Clear: Señal asíncrona que pone a cero todos los biestables del latch. PRÁCTICA 9 “Registro de Desplazamiento y Latch”. Objetivo. • D1 a D4: Señales de entrada. Existen diversos tipos de registros. Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”.1. generalmente la señal de reloj. El circuito que recibe el nombre de latch. El esquema de estos circuitos es como lo muestra la figura 9. 38 . Introducción. pero es fácilmente ampliable.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. se utiliza para almacenar información binaria de varios bits a la vez cuando una señal lo indique. Que el alumno se familiarice con dispositivos síncronos digitales para entender sus características y técnicas de diseño. Figura 9. siendo sus entradas exteriores: • Clock: Indica en qué momento se guardan los datos de entrada. dependiendo de la función que desarrollen.1 Las líneas discontinuas indican que todo lo que hay en su interior estaría integrado en un circuito comercial. en su forma discreta y mediante circuitos integrados que realizan Funciones específicas. Los registros son dispositivos que sirven para el almacenamiento o manipulación de información binaria. En él se ve que solo pueden almacenar cuatro bits. ya que solo hay que añadir más biestables al circuito siguiendo la manera de interconexión que utilizan.

• Paralelo / Serie. Sus configuraciones básicas son: • Serie / Serie. solo que los datos de entrada son de varios Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”. Si se introdujera un nivel alto por la entrada serie durante el primer ciclo de reloj la salida del primer biestable pasaría a nivel alto. • Serie / Paralelo. Esto se utiliza para crear ciertos retardos que son necesarios a veces en la transmisión o procesado de datos.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Una de sus aplicaciones más directas es el almacenamiento de datos que se presentan durante un pequeño periodo. Su utilización práctica depende de la configuración que estos presenten. En este circuito los datos que entran por los registros de la izquierda se van desplazando hacia la derecha según se lo indica la señal de reloj. de ahí viene su nombre. En este caso los datos pueden provenir de un teclado o un sensor electrónico. Registro de desplazamiento Serie-Serie. El caso de los registros de desplazamiento es distinto. de forma que transcurridos 4 ciclos de reloj comienzan a salir por la derecha. o incluso para actuar de retardador de datos. En este mismo procedimiento se basan las memorias FIFO (First In First Out). Los datos se almacenarán en un latch para su posterior uso. La mayoría de ellos se basan en que los datos que entran al registro sufren un desplazamiento lateral antes de que salgan al exterior. Siempre contienen una copia de los últimos datos de entrada. Su esquema básico para cuatro bits es el que se muestra en la siguiente figura 9. el nivel alto aparecería en la salida del registro de desplazamiento. • Q1 a Q4: Señales de salida. en el tercero al tercer biestable y en el siguiente.2. • Universales. Es un registro de desplazamiento que tiene la entrada de datos serie y la salida de datos serie. pero que se tienen que utilizar para un tiempo de procesamiento mayor. Entonces se dice que la información entra en forma de datos serie y sale del mismo modo. Figura 9. La forma de funcionamiento de estos circuitos depende de la configuración de éstos y se verán uno por uno.2. 39 . pero con cierto retraso. en el segundo ciclo de reloj el nivel alto pasaría al segundo biestable. y se pueden utilizar para convertir los datos de una forma de transmisión de datos serie a paralelo o viceversa.

4. en este circuito introduciríamos los datos en serie y esperaríamos a que el registro de desplazamiento esté lleno. bits. solo que tiene la salida de datos en paralelo. Su esquema es la figura 9. de ahí su nombre. 4 ciclos de reloj. de manera que la información habrá salido por completo cuando han transcurrido 4 ciclos de reloj completos.3. Es el mismo circuito que el anterior. es decir. En este caso la información binaria se introduce en el registro en formato paralelo en un solo ciclo de reloj. Su principal aplicación es la conversión de datos que proceden de una transmisión serie o formato paralelo. adaptándolos así al protocolo de Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”. Registro de desplazamiento Serie-Paralelo. Estos registros de desplazamiento se utilizan para convertir los datos de formato paralelo a formato serie. Figura 9.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. vea figura 9. 40 . Registro de desplazamiento Paralelo-Serie. Figura 9. En un ordenador se utiliza en el puerto de salida serie para convertir los datos que provienen del procesador de paralelo a serie. En este tipo de memorias el primer dato que entra es el primero en salir. El circuito que representa este tipo de registros de desplazamiento. para poderlos procesar de la forma en que se tratan normalmente los datos. pero para obtener los datos en la salida hay que hacerlo con pasos de la señal de reloj. que es cuando se podrían recoger los datos en la salida. Se utilizaría por ejemplo en el puerto serie del ordenador.3. de manera que éste recibe los datos en serie y los manda al procesador convertidos en paralelo.4.

Registros de desplazamiento Universales. transmisión serie.5. Como se puede observar se ha necesitado utilizar las entradas de puesta a uno que tienen los biestables para conseguir el objetivo buscado.5.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. ya que ponen a nuestra disposición todas las señales necesarias para ello. 41 . El primer circuito y más sencillo es el que se muestra en la siguiente figura 9. Figura 9. Así pues los circuitos que vamos a ver ahora se podrán adaptar a cualquiera de las configuraciones vistas. con lo que con los mismos biestables se han conseguido distintos propósitos. En los circuitos que hemos visto anteriormente se puede observar como se ha cambiado de configuración con solo tomar las entradas o salidas de distintas maneras. Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”.

5. 1.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. Otros circuitos tienen las entradas y salidas colocadas de manera que los datos en de entrada paralelo se introducen de manera asíncrona. serie-paralelo y paralelo-paralelo. teniendo siempre la precaución de elegir un solo tipo de entrada de datos y solo otro de salida. paralelo-serie. corrimiento izquierda-derecha. sin contar con que hay que esperar a que la señal de reloj nos lo permita. En este circuito se puede elegir la configuración que se desee. Figura 9. lo que nos permite admitir los datos cuando se presenten. Cuestionario previo. Un circuito como este lo representa la figura 9.5. 42 . 2. a partir de 2 registros de 4-bits (74LS194A). Diseñe un registro de 8-bits. Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”. Investigue el funcionamiento del circuito integrado 74LS194A: cómo debe configurarse para que funcione con una transferencia de información serie-serie.

• • • • • • C. 74LS32.s 74LS08. 43 . 1 C. 74LS194A. 4 Leds. 4 Resistores de 4. 1. Alambre el circuito integrado 74LS194A y compruebe el funcionamiento de cada una de las configuraciones de transferencia de información que es capaz de realizar. Trabajo de laboratorio. Práctica 9: ”Registro de Desplazamiento y Latch”.Prácticas para el laboratorio de diseño lógico. 4 Resistores de 330 Ω a ½ Watt. 1 Dip switch de 8.I. • Alambre. Material.7 kΩ a ½ Watt. 74LS04.I. No olvide entregar conclusiones.

5V.PRÁCTICA 10 “Memorias Eprom”. Introducción. las tensiones de programación varían en función tanto del dispositivo. Las Eprom están generalmente construidas en tecnología MOS (Metal-Oxide Semiconductor. Objetivo. la compuerta superior o compuerta de control es la efectivamente conectada a la circuitería externa. Semiconductor de Oxido Metálico) o también las podemos encontrar con tecnología CMOS (Complementary Metal-Oxide Semiconductor o Semiconductor de Oxido Metálico Complementario). Práctica 10: “Memorias Eprom”. Grabación interna de la Eprom. 21V y 25V. 44 . Estos transistores son similares a los transistores de efecto de campo (FETs) canal-P. oscilan entre 10 y 30 minutos. El alumno conocerá el funcionamiento de la memoria Eprom y ensamblará un circuito donde utilice un display para visualizar el contenido de las celdas de memoria.1. Su diagrama a bloques es el siguiente: FIGURA 10. pero tienen dos compuertas. por exposición a la luz ultravioleta con una longitud de onda de 2537 Angstroms. 13V. La compuerta interior o flotante esta completamente rodeada por una capa aislante de dióxido de silicio. hay tensiones de programación (Vpp) de 12. Estas memorias almacenan bits de datos en celdas formadas a partir de transistores FAMOS (Floating Gate Avalanche-Injection Metal-Oxide Semiconductor) de cargas almacenadas. como del fabricante. Las EPROM se programan insertando el chip en un programador de EPROM y activando cada una de las direcciones del chip. Los tiempos medios de borrado de una EPROM.

todas las celdas se encuentran descargadas. Las memorias Eprom pueden sustituir a un gran número de circuitos combinacionales estándar. damos valor a cada bit del display. Para generar la palabra “Hola” en un display de ánodo común utilizando una memoria Eprom de 8 bits. mientras que las que no lo están son leídas como un 1. Proceso interno de borrado de la Eprom El proceso de borrado de los datos contenidos en una EPROM es llevado a cabo exponiendo luz ultravioleta. dicha compuerta toma carga negativa. Haremos lo siguiente: Debemos conocer que bit estará en uno lógico y cual estará en cero lógico. Cuando un bit de una celda debe ser cambiado de 1 a un 0. Ante la presencia de este campo eléctrico fuerte. lo que finalmente produce que la celda tenga un 0. las celdas cargadas son leídas como un 0. creándose de esta manera un campo eléctrico fuerte dentro de las capas del material semiconductor. La matriz programable se pueden grabar tantas tablas de verdad como líneas de datos disponga la memoria. La letra “H” servirá de ejemplo. Los fotones incidentes excitan los electrones almacenados en la compuerta flotante hacia un estado de energía lo suficientemente alta como para que los mismos puedan formar un túnel a través de la capa aislante y “escapar” de la compuerta flotante. por lo cual el bit asociado es un 1. figura 10.Cuando salen de fábrica. los electrones siguen el camino inverso). 45 . Práctica 10: “Memorias Eprom”. se puede generar una secuencia compleja por cada línea de datos de la memoria. Generación de señales Utilizando un contador como entrada a las líneas de direcciones de una memoria Eprom y mediante una adecuada programación de la misma. Al mismo tiempo se aplica una relativamente alta tensión sobre la compuerta superior o de control del transistor. lo que descarga la misma y retorna la celda al estado 1. por lo tanto una EPROM nueva presenta el valor hexadecimal FF en todas sus direcciones. algunos de los electrones que pasan el canal fuente-compuerta ganan suficiente energía como para formar un túnel y atravesar la capa aislante que normalmente aísla la compuerta flotante. El punto reside en que la misma contiene fotones (Cuantos de energía electromagnética) de energía relativamente alta.1. En la medida que estos electrones se acumulan en la compuerta flotante. las memorias. se hace pasar una corriente a través del canal de transistor desde la fuente hacia la compuerta (obviamente.1. a=0 b=1 c=1 d=0 e=1 f=1 g=1 p=0 Figura 10.

a=0 b=0 c=0 d=1 e=1 f=1 g=0 p=0 11101110 a=1 b=1 c=1 d=0 e=1 f=1 g=1 p=0 Lo que se graba en las localidades de memoria es lo siguiente: Dirección . el cual lo almacenaremos en la localidad 0x00 de la memoria. 01101110. La figura 10. • Registro. Por ejemplo la letra “H” que se le asocio el número 01101110 quedaría 10010001. A las salidas de datos (Dn ~ D0) se conecta un display. a=1 b=1 c=1 d=1 e=1 f=1 g=0 p=0 11111100 00011100 Figura 10. Si se utiliza un display cátodo común los unos cambiarán a cero y los ceros a unos. 46 . .3. . 1. Defina los términos: • Bus de datos. 4. 1110111 0001110 1111110 0110111 Figura 10. Describa las características de las memorias Eproms de la serie 27Cxx. • Bus de direcciones.El resultado es un número binario. muestra los valores de las letras “0”. “L” y “A”. Cuestionario previo. 03 02 01 00 Localidades . . 3.2. Mencione los diferentes tipos de memoria que existen.2. . Las líneas de dirección que no se ocupen se colocan a tierra. ¿Explique qué es una memoria? 2. Práctica 10: “Memorias Eprom”. Letra A L O H Una vez grabada la información se conecta un contador a las líneas de dirección (An ~ A0) en forma ascendente y que cuente hasta el numero 00000011.

• • • • • • • • • • • 1 Resistor de 100 Ω a ½ Watt.4. Implemente un circuito que visualice en un display la siguiente frase “Fes Aragón”.I. 74LS32. Trabajo de laboratorio. 6. 74LS190/193. 27C256. 1 C. 47 . Revise la datasheet de la memoria Eprom 27C64 y mencione: ¿Cuál es su función.I. Implemente el circuito diseñado en el punto 7 del cuestionario previo. Material. función de cada una de sus terminales y su voltaje de polarización? 7. 1 Capacitor electrolítico de 22uF a 16 V. 1 Display de ánodo común. 74LS00.s. 1. 74LS04. 1 Preset de 100KΩ o mayor.01uF.• Direccionamiento. 27C64. 5. 1 Capacitor cerámico de 0. 8 Resistores de 330 Ω a ½ Watt. 74LS86. 27C512. Práctica 10: “Memorias Eprom”. Describa el procedimiento que se requiere para grabar una memoria Eprom. Figura 10. 74LS125. 1 Memoria de la serie 27Cxx (27C16. C.. 1 C. etc). • Tiempo de acceso. LM555. Alambre. 74LS08. • Longitud de palabra.I.

Práctica 10: “Memorias Eprom”. 48 .No olvide entregar conclusiones.

S. Morris Mano. Prentice Hall. Pearson. México. México a 1982. Prentice-Hall Hispanoamericana. • Diseño Digital. A. México a 2003. Norman Balabanian. 49 . Bradley Carlson. Morris Mano. M.BIBLIOGRAFÍA • Lógica digital y diseño de computadoras. M. 2002. • Principios de Diseño Lógico Digital. CECSA.