Reporte de practica sumador binario

Secretaría de Educación Pública
TECNOLÓGICO NACIONAL DE MÉXICO
INSTITUTO TECNOLÓGICO SUPERIOR
DE TEPEXI DE RODRÍGUEZ
DIVISIÓN DE INGENIERÍA MECÁNICA E INDUSTRIAL
INGENIERÍA MECÁNICA
SISTEMAS ELECTRÓNICOS
Reporte de Práctica:
SUMADOR BINARIO CON COMPUERTAS
LOGICAS
Nombre del alumno:
MARTINEZ HUERTA JESUS DAVID
MEDEL VAZQUEZ IGNACIO ANTONIO
MIRANDA REYES IVAN DANIEL
RAMIREZ HUERTA DIEGO
Nombre del Docente
ING. PEDRO CRUZ ORTEGA
Tepexi de Rodríguez, Pue. 25 de Julio de 2016

Instituto Tecnológico Superior de Tepexi de Rodríguez
Organismo Público Descentralizado del Gobierno del Estado de Puebla
Academia de Ingeniería Mecánica
Reporte de Prácticas de Laboratorio
Página 1
Contenido
Contenido
Contenido.....................................................................................................................................1
Ilustraciones.................................................................................................................................2
Parte Teórica........................................................................................................................8
Parte Práctica..................................................................................................................... 10
Con estos cálculos se da por concluida la practica. .................................................................15
Resultados.................................................................................................................................16
Conclusiones (Interpretación de resultados) ............................................................................ 16

Página 2
Ilustraciones
Ilustración 1. Compuertas lógicas, de izquierda a derecha (XOR, OR,AND).........................................7
Ilustración 2. Protoboard. ...............................................................................................................7
Ilustración 3. Colocación de dipswitch. .......................................................................................... 10
Ilustración 4. Colocación de las compuertaslógicas sobre la protoboard.......................................... 10
Ilustración 5. Conexiones de alimentación de los Dip......................................................................11
Ilustración 6. Polarización de las compuertaslógicas. .....................................................................11
Ilustración 7. Conexiones de las entradas hacia las compuertas....................................................... 12
Ilustración8.Conexionesterminadas,salidasadiodosencolorrojoy se alternóel colorentre los
sumandos (azul-blanco)................................................................................................................ 12
Ilustración 9. Sumador binario terminado...................................................................................... 13
Ilustración 10. Ejercicios Realizados para la verificación de la práctica. ............................................ 14
Ilustración 11. Parte2 Ejercicios de clase........................................................................................ 15

Página 3
Tabla 1. Suma de dos binarios de un digito ......................................................................................8
Tabla 2suma de dos binarios considerando su acarre........................................................................9
Tabla 3dos binarios más un acarreo de la tabla anterior....................................................................9
CARRERA
PLAN DE
ESTUDIO
CLAVE DE
ASIGNATURA
NOMBRE DE LA
ASIGNATURA
UNIDAD
ING.
MECÁNICA
IMEC-2010-228 MED-1030
SISTEMAS
ELECTRONICOS
3
PRACTICA
No.
LABORATORIO
DE
NOMBRE DE LA PRACTICA
DURACIÓN
(HORAS)
1 MECÁNICA
SUMADOR BINARIO CON
COMPUERTAS LOGICAS
2

Página 4
Introducción
La algebra booleana es una representación esquemática de las operaciones
lógicas, “y”, “o”, “no” utilizadas en los operadores binarios. El álgebra de Boole cumple
las propiedades conmutativa y distributiva, y existen los elementos neutros y
complementarios. Existen 12 teoremas que fundamentan el correcto uso de las
operaciones lógicas.
En la presente práctica se hará uso de los teoremas de Boole para encontrar la
forma máxima de simplificación para un sumador binario de cuatro dígitos, que
posteriormente se realizará con el uso de compuertas lógicas sobre una tabla de
pruebas (protoboard).

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Objetivo
 Aprender el correcto funcionamiento de las funciones booleanas
 Realizar un sumador binario
 Utilizar compuerta lógicas AND, OR, XOR

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 Antecedentes
Una puerta lógica, o compuerta lógica, es un dispositivo electrónico con una función
booleana. Suman, multiplican, niegan o afirman, incluyen o excluyen según sus
propiedades lógicas. Se pueden aplicar a tecnología electrónica, eléctrica, mecánica,
hidráulica y neumática. Son circuitos de conmutación integrados en un chip.
Claude Elwood Shannon experimentaba con relés o interruptores
electromagnéticos para conseguir las condiciones de cada compuerta lógica, por
ejemplo, para la función booleana Y (AND) colocaba interruptores en circuito serie, ya
que con uno solo de éstos que tuviera la condición «abierto», la salida de la compuerta
Y sería = 0, mientras que para la implementación de una compuerta O (OR), la
conexión de los interruptores tiene una configuración en circuito paralelo.
Las puertas lógicas procesan señales las cuales representan un valor verdadero o
falso. Normalmente la tensión positiva de la fuente +Vs representa el valor verdadero
y los 0 V el falso. Otros términos usados para los estados verdadero y falso se
muestran en la tabla de la derecha. Es mejor que te familiarices con ellos.
Las puertas lógicas son identificadas por su función lógica: NOT, AND, NAND, OR,
NOR, EX-OR y EX-NOR. Las letras mayúsculas son normalmente usadas para dejar
claro que el término se refiere a una puerta lógica.
Nota que las puertas lógicas no son siempre necesarias porque una simple función
lógica puede hacerse con interruptores o diodos:
 Interruptores en serie (función AND)
 Interruptores en paralelo (función OR)
 Combinando salidas de IC con diodos (función OR)

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Desarrollo
Material necesario:
 2 Dip switch de 4 entradas
 2 compuertas lógicas 74LS32 (OR)
 2 compuertas lógicas 74LS08 (AND)
 2 compuertas lógicas 74LS86 (XOR)
 Eliminador 3.6v
 1 Protoboard
 Cable TPU
 8 resistencias de 1 kOhm
 5 resistencias de 330 Ohm
 5 diodos LED
Ilustración 1. Compuertas lógicas, de izquierda a derecha (XOR, OR, AND).
Ilustración 2. Protoboard.

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Parte Teórica
Con ayuda de Excel se generó la tabla de verdad para el sumador, la tabla es
de 256 combinaciones.
Para el primer LED se realizaron los cálculos correspondientes(anexo 1) y se
obtuvo una combinación del tipo 𝐴𝐵̅ + 𝐴̅ 𝐵 correspondiente a la representación de la
compuerta lógica XOR. Al resolver las operaciones para el funcionamiento del segundo
led se obtuvo una relación en la que se combinan la compuerta XOR y la compuerta
AND.
Por simplicidad se decidió realizar la tabla de verdad para solo 2 números
binario por lo que se obtuvo la siguiente tabla
A1 B1 LED 1
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 10
Tabla 1. Suma de dos binarios de un digito
Realizando la ampliación de la primera tabla se obtiene la siguiente
A1 B1 Acarreo(L2) Suma(L1)
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1

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1 1 1 0
Tabla 2suma de dos binarios considerando su acarre
En la tabla 2 podemos observar que la configuración de la suma es igual a la
configuración de una compuerta XOR y la configuración del acarreo es igual a la
configuración de la compuerta AND. En la suma de 1+1=10 se obtiene un acarreo que
en suma de binarios se agrega al siguiente par de sumandos. Si se agrega otro número
se requerirá que el acarreo procedente de la primera suma se agrega a la nueva suma
por lo que ahora consideraremos un “acarreo de entrada” quedando la tabla para el
siguiente par de sumandos de la siguiente manera
Acarreo
Anterior
(L(n-1))
An Bn Nuevo
Acarreo
(L(n+1))
Suma
(Ln)
0 0 0 0 0
0 0 1 0 1
0 1 0 0 1
0 1 1 1 0
1 0 0 0 1
1 0 1 1 0
1 1 0 1 0
1 1 1 1 1
Tabla 3dos binarios más un acarreo de la tabla anterior.
Resolviendo por mapas de Karnaugh se obtiene para la suma una configuración
de la forma
𝐿𝑛 = 𝐿(𝑛 − 1) ⊕ 𝐴𝑛 ⊕ 𝐵𝑛
𝐿(𝑛 + 1) = 𝐴𝑛𝐵𝑛 + 𝐿(𝑛 − 1)̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅̅(𝐴𝑛 ⊕ 𝐵𝑛)
El proceso es el mismo para los siguientes dígitos por lo que debemos repetir
esta configuración 3 veces y juntarlas mediante una compuerta or, debido a que es
una configuración de tipo escalera.

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Parte Práctica
1. Sobre la protoboard se colocan los dipswitch para saber las posiciones de las
entradas.
Ilustración 3. Colocación de dipswitch.
Se colocan las compuertas lógicas, para mayor comodidad se colocan (de izquierda a
derecha) una XOR, AND, OR, AND y XOR
Ilustración 4. Colocación de las compuertas lógicas sobre la protoboard.
Se conectan las entradas de alimentación de los Dip y se coloca una resistencia
(1kOhm) en la parte que va conectada a tierra, también se hacen las conexiones para
alimentar toda la proto.

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Ilustración 5. Conexiones de alimentación de los Dip.
Mediante el uso de los datasheet de las compuertas realizamos la correcta
polarización de las mismas, por lo que de los pines 7 y 14 se conectaron a tierra y
masa respectivamente, cada una de las compuertas.
Ilustración 6. Polarización de las compuertas lógicas.
A partir de aquí se realizaron las conexiones según los resultados obtenidos en la
solución de los mapas de Karnaugh y las tablas de verdad

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Ilustración 7. Conexiones de las entradas hacia las compuertas.
Ilustración 8. Conexiones terminadas, salidas a diodos en color rojo y se alternó el color entre los sumandos (azul-blanco).

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Debido a que las compuertas soportan como máximo un voltaje de 5.25V es
necesario utilizar un eliminador para regular el voltaje, que nos da una salida de 3.6V
DC.
Ilustración 9. Sumador binario terminado.

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Para la comprobación del funcionamiento del sumador se realizaron unos ejercicios
entregados por el docente.
Ilustración 10. Ejercicios Realizados para la verificación de la práctica.

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Ilustración 11. Parte2 Ejercicios de clase.
Con estos cálculos se da por concluida la práctica.

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Resultados
Se consiguieron las metas establecidas en los objetivos, se comprendió y
entendió completamente el uso de las compuertas lógicas.
El sumador binario resulto completamente capaz de funcionar y realiza
operaciones en decimal de hasta 15+15.
Conclusiones (Interpretación de resultados)
El uso de compuertas lógicas simplifica el esfuerzo al trabajar con estos
integrados, es posible disminuir tiempo, debido a que no se utilizan otros elementos
para realizar permutaciones o conmutaciones como por ejemplo los transistores BJT.
Es necesario comprender la utilización de los materiales con los que
trabajemos, y aprender a leer los datasheet es fundamental, pues en ellos se incluyen
las cargas máximas, voltajes e intensidades. Si los datasheet no los entiende alguien,
es probable que termine quemando algún elemento del circuito.

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