DEPARTAMENTO DE ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

CARRERA DE INGENIERÍA MECATRÓNICA

ASIGNATURA: SISTEMAS DIGITALES NRC: 3959

INFORME DEL TRABAJO DEL PARCIAL N° 01:

TRABAJO DEL PRIMER PARCIAL

Profesor: Ing. RITA PAOLA LEON PEREZ

AUTOR:

LUIS ARIAS A.

Sangolquí, 08 de Abril del 2013

1. TEMA: TORRE DE CONTROL PARA UN FERROCARRIL.

2. OBJETIVO(S).

Considerar las  características generales  de   la forma en que

debemos implementar una función en nuestro protoboard, identificando y

haciendo uso  de las compuertas lógicas   con circuitos integrados;  reconociendo

su configuración e implementación correcta. Además llegar a saber si la función 

sirve  y puede llegar a tener una aplicación.

Analizar el funcionamiento de las diferentes compuertas lógicas TTL.

Conocer y aplicar el algebra de boole para simplificar las diferentes funciones y

poder resolver el problema de una manera mas sencilla.

3. PROBLEMA PROPUESTO.

En la torre de control de un patio de ferrocarril, un controlador debe seleccionar la ruta de los furgones de carga que entran a una sección del patio, provenientes de un punto A, B o C (ver tablero de control). Dependiendo de las posiciones de los conmutadores S1, S4 y S5, un furgón puede llegar a uno cualquiera de los 4 destinos: D0 D1 D2 o D3. Diseñe un circuito que reciba como entradas las señales de S1 a S5, de las posiciones de los conmutadores correspondientes y que encienda una lámpara D0 a D3, indicando el destino al que llegará cada furgón. Cuando se produzca una colisión, todas las lámparas de salida deben encenderse.

4. MATERIALES:

Fuente de voltaje de 5V Un DIP de 4/8 entradas 9 LEDS (diodo emisor de luz, por sus siglas en inglés), no importa el color 9 Resistencias de 220 ohms Un protoboard Los siguientes circuitos integrados con sus respectivos Data sheet: 74LS08, 74LS02, 74LS32, 74LS86 y 74LS04 Cable para conexiones5. MARCO TEORICO

El álgebra de boole es un sistema de elementos b={0,1} y los operadores binarios (·) y (+) y (’)

definidos de la siguiente forma:

QUE CUMPLEN LAS SIGUIENTES PROPIEDADES:

1.- PROPIEDAD CONMUTATIVA:

A + B = B + A

A · B = B · A

2. PROPIEDAD DISTRIBUTIVA:

A·(B+C) = A·B + A·C

A + B·C = (A+B)·(A+C)

3. ELEMENTOS NEUTROS DIFERENTES

A + 0 = A

A · 1 = A

4. SIEMPRE EXISTE EL COMPLEMENTO DE A,

DENOMINADO A’

A + A’ = 1

A · A’ = 0

PRINCIPIO DE DUALIDAD: cualquier teorema o identidad algebraica deducible de los

postulados anteriores puede transformarse en un segundo teorema o identidad válida

sin mas que intercambiar (+) por (·) y 1 por 0.

VARIABLE: símbolo que representa un elemento arbitrario del álgebra, ya sea constante

o fórmula completa

TEOREMA 1: el elemento complemento A’ es

único.

TEOREMA 2 (ELEMENTOS NULOS):

A+1 = 1A·0 = 0TEOREMA 3: 0’=11’=0TEOREMA 4 (IDEMPOTENCIA):A+A=AA·A=ATEOREMA 5 (INVOLUCIÓN):

(A’)’ = ATEOREMA 6 (ABSORCIÓN):A+A·B=AA·(A+B)=ATEOREMA 7:A + A’·B = A + BA · (A’ + B) = A · BTEOREMA 8 (ASOCIATIVIDAD): A+(B+C) = (A+B)+CA·(B·C) = (A·B)·CLEYES DE DEMORGAN: (A+B)’ = A’·B’(A·B)’ = A’ + B’

6. ANALISIS DEL CIRCUITO

Procedemos a encontrar la respectiva tabla de verdad:

Entradas Salidas Entradas Salidas

S1 S2 S3 S4 S5 D0

D1

D2

D3

S1 S2 S3 S4 S5 D0

D1

D2

D3

0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 10 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 10 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 10 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 10 0 1 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 10 0 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 10 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 1 10 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 10 1 0 0 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 10 1 0 0 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 00 1 0 1 0 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 1 0 10 1 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1 1 0 1 1 00 1 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 00 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 0 00 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 1 0 00 1 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 1 0 0

6.1 . OBTENCION DE LAS RESPECTIVAS FUNCIONES A IMPLEMENTAR:

Haciendo un análisis sop para cada una de las salidas se obtiene:

D 0=S 4' ∙ (S2'+S 1 )+S 1∙ S 2'+S1 ' ∙ S3 'D 1=S4 ∙ (S2'+S 1 )+S1 ∙ S2 '+S1 ' ∙ S3 'D 2=S5 ∙ (S1'+S 3' )+S1 ∙ S 2'+S1 ' ∙ S3 'D 3=S5' ∙ (S1'+S 3' )+S1 ∙ S2'+S1' ∙ S3 '

6.2 DIAGRAMA DE BLOQUES

7. CIRCUITO A IMPLEMENTAR

ENTRADAS:S1S2S3S4S5

TORRE DE CONTROL

CONTROLADOR

SALIDAS:D0D1D2D3D4

8. SIMULACIONES

9. RESULTADOS

Efectivamente se comprueba que el circuito simulado y armado en base a las

funciones obtenidas de la tabla de verdad cumple con lo especificado en el

problema es decir se resolvió satisfactoriamente.

10. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Las compuertas lógicas son de mucha utilidad para los circuitos digitales debido a su amplia gama de utilidades.

Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica.

Este problema es una muestra de algunas cosas que hay que tener en cuenta en el momento de llevar una función a la realidad, una de ellas es que debe  funcionar de acuerdo a la tabla de la verdad y de ella dependerá su aplicación, también como son las compuertas  y la forma en que las conectamos las que realizan  todo el proceso para llegar a un resultado. Aunque en la actualidad son muchas las aplicaciones que tienes las compuertas lógicas, podemos aun seguir creando nuevas funciones y nuevas aplicaciones.

El algebra de bolle es una poderosa herramienta que nos permite simplificar funciones complejas y así reducirlas hasta una forma sencilla de implementar en nuestro circuito.

11.BIBLIOGRAFIA

http://ocw.ehu.es/ensenanzas-tecnicas/electronica-general/teoria/tema-4-teoria

http://fisica.udea.edu.co/~lab-icm/Curso%20FPGA_2011/2012_Filtro%20notch.pdf

Robert F. Coughlin; Amplificadores operacionales y circuitos integrados lineales;

Prentice Hall Hispanoamérica sa.; 1993 Richard C. Dorf; Circuitos Eléctricos Quinta Edición; Alfaomega;

2003