Este documento describe un proyecto de laboratorio sobre compuertas lógicas TTL realizado por dos estudiantes. Incluye la investigación previa de diferentes compuertas lógicas, la conexión y prueba de las mismas en el laboratorio, y el diseño de un circuito de seguridad para un banco utilizando compuertas lógicas.

1. UNIVERSIDAD FERMÍN TORO
VICE-RECTORADO ACADÉMICO
ESCUELA DE INGENIERÍA
NÚCLEO CABUDARE
CIRCUITOS DIGITALES
Proyecto Nro. 2
Compuertas lógicas TTL
Integrante:
Ixis Yepez
Marionny Medina
Profesora: Juan Molina
Seccion: SAIA C
Materia: Lab. Digitales
CABUDARE, FEBRERO DEL AÑO 2018.

2. PRELABORATORIO
1. Investigue el comportamiento de las compuertas AND, OR, NAND, NOR,
EXOR y EXNOR, dibuje la tabla de la verdad para cada una de ellas
considerando la cantidad de entrada mínima.
Puerta AND
La puerta lógica Y, más conocida por su nombre en inglés AND, realiza la
función booleana de producto lógico. Su símbolo es un punto (·), aunque se
suele omitir. Así, el producto lógico de las variables A y B se indica como AB, y
se lee A y B o simplemente A por B.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta AND
es:
𝐹 = 𝐴 ∗ 𝐵
Puerta AND con transistores
Símbolo de la función lógica Y: a) Contactos, b) Normalizado y c) No
normalizado

3. Tabla de verdad puerta AND
Así, desde el punto de vista de la aritmética módulo 2, la compuerta AND
implementa el producto módulo 2.
Puerta OR
La puerta lógica O, más conocida por su nombre en inglés OR, realiza la
operación de suma lógica.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta OR es:
𝐹 = 𝐴 + 𝐵
Puerta OR con transistores

4. Símbolo de la función lógica O: a) Contactos, b) Normalizado y c) No
normalizado
Tabla de verdad puerta OR
Podemos definir la puerta OR como aquella que proporciona a su salida un 1
lógico si al menos una de sus entradas está a 1.
Puerta NAND
La puerta lógica NO-Y, más conocida por su nombre en inglés NAND, realiza la
operación de producto lógico negado. En ocasiones es llamada también barra
de Sheffer. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos
en electrónica.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NAND
es:
𝐹 = 𝐴𝐵̅̅̅̅ = 𝐴̅ + 𝐵̅
Símbolo de la función lógica NO-Y: a) Contactos, b) Normalizado y c) No
normalizado.

5. Puerta NAND con transistores
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta NAND
Podemos definir la puerta NO-Y como aquella que proporciona a su salida un 0
lógico únicamente cuando todas sus entradas están en 1.

6. Puerta NOR
La puerta lógica NO-O, más conocida por su nombre en inglés NOR, realiza la
operación de suma lógica negada. En ocasiones es llamada también barra de
Pierce. En la figura de la derecha pueden observarse sus símbolos
en electrónica.
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta NOR
es:
𝐹 = 𝐴 + 𝐵̅̅̅̅̅̅̅̅ = 𝐴̅ ∗ 𝐵̅
Símbolo de la función lógica NO-O: a) Contactos, b) Normalizado y c) No
normalizado
Puerta NOR con transistores
Puerta XOR
La puerta lógica OR-exclusiva, más conocida por su nombre en inglés XOR,
realiza la función booleana A'B+AB'. Su símbolo es un signo más "+" inscrito en
un círculo). En la figura siguiente, se pueden observarse sus símbolos en
electrónica.

7. Símbolo de la función lógica O-exclusiva: a) Contactos, b) Normalizado y c) No
normalizado
La ecuación característica que describe el comportamiento de la puerta XOR
es:
𝐹 = 𝐴̅ 𝐵 + 𝐴𝐵̅
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta XOR
Se puede definir esta puerta como aquella que da por resultado uno,
cuando los valores en las entradas son distintos. ej: 1 y 0, 0 y 1 (en una
compuerta de dos entradas). Se obtiene cuando ambas entradas tienen distinto
valor.
Si la puerta tuviese tres o más entradas, la XOR tomaría la función de
suma de paridad, cuenta el número de unos a la entrada y si son un número
impar, pone un 1 a la salida, para que el número de unos pase a ser par. Esto
es así porque la operación XOR es asociativa.

8. Puerta NOR-exclusiva (XNOR)
La puerta NO-exclusiva, más conocida por su nombre en inglés NOR exclusive
o XNOR, es el complemento de la puerta OR exclusiva, siendo su función
booleana AB + A’B’. Se utiliza el mismo símbolo que la puerta OR exclusiva
(signo más “+” inscrito en un círculo) y su representación en el diseño de
circuitos lógicos y ecuación que la describe.
𝑌 = 𝐴𝐵 + 𝐴̅ 𝐵̅
Tabla de verdad puerta XNOR
Puerta EXNOR con transistores

9. 2. Defina y explique cada una de las siguientes siglas: IOH, IOL, IIL, IIH.
Estas corresponden a los parámetros de corriente de las compuertas lógicas, a
continuación, se describe su significado:
 Corriente de entrada de nivel alto (IIH)
Corriente en una entrada cuando se le aplica un nivel ALTO.
 Corriente de salida de nivel alto (IOH)
Corriente en una salida cuando se aplican condiciones de entrada que generen
en la salida un nivel ALTO.
 Corriente de entrada de nivel bajo (IIL)
Corriente en una entrada cuando se le aplica un nivel BAJO.
 Corriente de salida de nivel bajo (IOL)
La corriente en una salida cuando se aplican condiciones de entrada que
generen en la salida un nivel BAJO.
3. Investigue que es un dip-swicht, su configuración y como se conecta.
Un DIP-Switch se trata de un conjunto de interruptores eléctricos que se
presenta en un formato encapsulado (en lo que se denomina Dual In-line
Package), la totalidad del paquete de interruptores se puede también referir
como interruptor DIP en singular.
Estructura física del interruptor DIP
Los interruptores DIP son una alternativa a los jumper. Su ventaja principal es
que son más rápidos y fáciles de configurar y cambiar y no hay piezas sueltas
que perder. Se pueden considerar como conjunto de interruptores minúsculos
para ser insertados en circuitos impresos. El encapsulado para los interruptores
es el DIP donde la separación estándar entre patas es de una décima de
pulgada.

10. 4. ¿Cómo se calcula el valor de una Resistencia (R) que debe ser conectada a
un LED como el que se muestra en la figura?
El valor de la resistencia la determinará tanto la salida de corriente de la
compuerta OR como la demanda de potencia del LED, es decir, supóngase
que el voltaje de salida en nivel ALTO (VOH) es de 5V, la corriente de salida
máxima (IOHmax) es de 750 mA y el LED funciona con 5V-20mA, mediante la ley
de Ohm, se obtiene:
𝑉 = 𝐼 ∗ 𝑅
𝑅 =
𝑉
𝐼
𝑅 =
5𝑉
20𝑚𝐴
𝑅 = 250Ω
Este, por ejemplo, es la razón de que comúnmente se observa en los planos un
led acoplado en serie con una resistencia de valor comercial de 220 ó 330
Ohmnios.
También, debe acotarse que el elemento acoplado en la salida, demanda una
corriente muy inferior a IOHmax (se puede instalar el LED sin problema), por lo
cual es aconsejable revisar siempre el fan-out de las compuertas antes de
conectar cualquier elemento que demande corriente de salida.

11. ACTIVIDADES DE LABORATORIO
PARTE I. MONTAJE DE COMPUERTAS LOGICAS.
 Compruebe el funcionamiento colocando en las entradas del dispositivo
mediante un dip-switch la tabla de verdad respectiva a las compuertas
lógicas utilizadas en el pre-laboratorio. Si la salida es un bajo configure
en el circuito el encendido de un LED de lo contrario, si la salida es un
alto configure en la salida el encendido de un LED de diferente color.
Respuesta:
Para todos los circuitos, se elige el led rojo para un nivel BAJO en la salida, y
un LED verde para un ALTO.
Compuerta AND:
Circuito implementado:
Tabla de verdad obtenida:

12. Compuerta OR:
Circuito implementado:
Tabla de verdad obtenida:

13. Compuerta NAND:
Circuito implementado:
Tabla d verdad obtenida:

14. Compuerta NOR:
Circuito implementado:
Tabla de verdad obtenida:

15. Compuerta EXOR:
Circuito implementado:
Tabla de verdad obtenida:

16. Demuestre que:
Respuesta:
Se muestran los resultados de las tablas de verdad de las dos propuestas del
gráfico
Al observar los niveles lógicos de entrada y salida se observa que los circuitos
poseen igual salida lógica para los mismos niveles lógicos de entrada, por lo
que se puede hablar de equivalencia lógica, este ejemplo de equivalencia sirve
para la utilización en cascada de las compuertas presentadas, obteniéndose
una compuerta de tres entradas con dos compuertas de dos.
 Pruebe un 74LS14, inserte un valor bajo (fijo) a la entrada y observe en
el osciloscopio la entrada vs la
salida. Realice el mismo estudio para un 74LS04. Grafique y explique.

17. Como se puede observar la grafica correspondiente a la letra u muestra la
grafica de entrada de ambos componentes, la grafica A muestra la entrada del
inversor 74ls04 y la b la del inversor 74ls14. Con esto observamos que el
74ls14 tiene una mejor calidad en montajes en los cuales a la entrada se
presentara un ruido que puede falsear los niveles de salida, en cambio el
74ls04 no.
PARTE II. DISEÑO CON COMPUERTA LOGICAS.
Toda entidad bancaria cuenta con robustos sistemas de seguridad para evitar
robos y asaltos. Se requiere que usted diseñe un circuito digital utilizando
compuertas lógicas capaz de activar la alarma del banco bajo ciertas
condiciones:
1. Si se presiona el botón de emergencias enciende automáticamente la
alarma.
2. Si se abre la puerta de la bóveda y no esta desactivo el botón de
protección también enciende la alarma.
Se tienen tres entradas que representan la clave de la bóveda. Si la
clave es 1 0 1 (en este orden) debe encender un led verde que indica que la
bóveda esta abierta, de lo contrario encienda la alarma.

18. Evaluación:
 Elabore la tabla de verdad del diseño.
 Indique la ecuación matemática que rige al circuito.
 Utilizando compuertas lógicas de la familia 74LS TTL monte en el
protoboard el circuito diseñado.
(Debe realizar un vídeo donde muestren el cumplimiento de su diseño una vez
montado y
probado el circuito)
Respuesta:
En esta actividad se procedió a la realización de un circuito el cual emula el
sistema de seguridad de un banco el cual depende de 5 variables de entrada
las cuales son:
A: Botón de Emergencia.
B: Botón de seguridad.
C: Primer digito de clave de bóveda
D: Segundo digito de clave de bóveda
E: Tercer digito de clave de bóveda.
La combinación CDE debe ser obligatoriamente 101 para abrir la bóveda.

19. La tabla de verdad del planteamiento es la siguiente:

20. POST – LABORATORIO
Realice la tabla de verdad del siguiente circuito, identifique los componentes
del gráfico e investiguesobre el simulador usado.
Respuesta:
Elementos utilizados:
Clock: es una señal de reloj, es un elemento que genera una onda cuadrada.
Toggle Switch: Se utiliza para generar una basculación, es decir un cambio en
su nivel lògico bajo la presencia de algún suceso, en este caso, el nivel lógico
queda almacenadocuando el reloj està en nivel ALTO.
AND Gate: Compuerta AND
NAND Gate: Compuerta NAND
NOT Gate: Compuerta NOT

21. Se muestra el circuito en el simulador, se ha el utilizado D-Switch para simular
la señal de reloj y el dispositivo de basculación, de modo que se puedan
observar las salidas en un tiempo controlado manualmente, para anotar los
datos de salida con cada pulso re reloj.
Como existen dos combinaciones de entrada, existen 22
= 4 posibles
combinaciones de salida para cada LED acoplado, se muestra la tabla de
verdad correspondiente al circuito.
Señal de
reloj (Switch
superior)
Bàscula
(Switch
inferior)
LED rojo LED verde
x 0 Estado
previo
Estado
previo
0 1 0 1
1 1 1 0