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Mnual de practicas realidazadas durante el curso de diseño digital con VHDL
Tipo: Resúmenes
1 / 95
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El objetivo de este trabajo es presentar una recopilación y análisis de las prácticas realizadas durante el curso de Diseño Digital, con un enfoque particular en la primera práctica. Esta práctica consiste en la comprobación de tablas de verdad de las compuertas lógicas AND, OR y NOT. La verificación y análisis de estas operaciones básicas son fundamentales para entender la lógica digital, ya que constituyen los bloques esenciales de circui complejos. A través de esta práctica, se busca consolidar el conocimiento teórico de lastos más compuertas lógicas mediante su aplicación práctica, desarrollando competencias esenciales para el diseño y análisis de circuitos digitales.
MATERIAL. 1 compuerta AND (^) ESPECIFICACIONES. 74LS 1 compuerta OR 1 compuerta NOT 74LS3274LS Protoboard Cables de conexión NingunaJumpers M-M 3 resistencias 3 LED’s Valor: 220 ΩColores diferentes. Fuente de alimentación. Voltaje: + 5^ Vcc
La compuerta AND de dos entradas es comercial a través de un circuito integrado 7408, el cual contiene 4 compuertas AND internamente como se muestra en la Figura 1. 3
VCC GND
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
74LS
Figura 1. 3 .- diagrama interno de una compuerta AND
(1) si al menos una de las entradas es alta (1). La OR con dos entradas y su Figura 1.4. Tabla 1.5 es la verdad de una compuerta A B S Figura 1. 4 - Símbolo de la compuerta OR Tabla 1. 5 Tabla de verdad de la compuerta OR A 0 B 0 S 0 (^01 10 ) 1 1 1
La compuerta cual contiene 4 compuertas OR de dos entradas es comercial a través de un circuito integrado 74 OR internamente como se muestra en la Figura 1. 6 32 , el 14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
74LS
VCC
Figura 1. 6 .- diagrama interno de una compuerta OR
entrada; si la entrada es alta (1), la salida es baja (0) y viceversa. La tabla de verdad de una compuerta NOT es la siguiente, Tabla 1.7, y su símbolo se muestra en l Figura 1.8.
A (^) S Figura 1. 8 - Símbolo de la compuerta NOT Tabla 1. 7 Tabla de verdad de la compuerta NOT A 01 S (^10)
Para la prueba 1 En la primera prueba, se configuró un circuito en el protoboard donde el pin 14 del circuito. integrado se conectó a una fuente de 5 V y el pin 7 a tierra (pin 1 y pin 2) se mantuvieron a tierra, representando un "0" lógico en ambas. De acuerdo. Las dos entradas de la compuerta con la tabla de verdad de la compuerta AND, la salida (pin 3) debe ser un "0" lógico, por lo que el LED conectado a esta salida no debería encenderse.
Para la prueba 2. En la segunda prueba, se ajustó el circuito para que el pin 1 estuviera conectado a 5 V (representando un "1" lógico), mientras que el pin 2 permaneció conectado a tierra. Según la tabla de verdad de la compuerta AND, la salida sigue siendo un "0" lógico, por lo que el LED permanece apagado. Como se muestra en la Figura 1.2.
VCC GND
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
74LS
Figura 1. 2 circuito integrado prueba 2 compuerta AND
Para la prueba 3. Para la tercera prueba, ambas entradas (pin 1 y pin 2) se conectaron a 5 V. La tabla de verdad de la compuerta OR indica que con ambas entradas en "1" lógico, la salida también debe ser "1" lógico, encendiendo así el LED. Esto confirmó que la salida de la compuerta OR es alta cuand la Figura 1.3.o al menos una de sus entradas está en estado lógico alto. Como se puede observar en
VCC
GND
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
5VCC
5VCC (^) 5VCC
Figura 1. 3 circuito integrado prueba 3 compuerta AND.
Para la prueba 2. En la segunda a tierra. Según la tabla de verdad de la compuerta OR, esta combinación produce un "1" prueba, se conectó el pin 1 a 5 V, mientras que el pin 2 permaneció conectado lógico en la salida, lo que hizo que el LED se encendiera. Como se observa en la Figura 1.5.
GND
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
VCC
5VCC
5VCC
Figura 1. 5 circuito integrado prueba 2 compuerta OR.
Para la prueba 3. Para la tercera prueba, ambas entradas (pin 1 y pin 2) se conectaron a 5 V. La tabla de verdad de la compuerta OR indica que con ambas entradas en "1" lógico, la salida también debe ser "1" lógico, encendiendo así el LED. Esto confirmó que la salida de la compuerta OR es alta cuando al menos una de sus entradas está en estado lógico alto. Figura 1.6 circuito integrado.
GND
14 13 12 11 10 9 8
1 2 3 4 5 6 7
74LS
VCC
5VCC
5VCC 5VCC
Figura 1 .6 circuito integrado prueba 3 compuerta OR.
Para la prueba 2. En la segunda prueba, se modificó el circuito para que la entrada (pin 1) estuviera conectada a 5 V. La tabla de verdad de la compuerta NOT indica que esta entrada produce un "0" lógico en la salida, por lo que el LED permaneció apagado. Esto confirmó que la compuerta NOT invierte el valor lógico de su entrada.
Para desarrollar esta práctica, es esencial aplicar el método de Mapa de describirá brevemente a continuación. Este método facilita la simplificación de expresiones Karnaugh, el cual se lógicas, permitiendo un diseño de circuito más optimizado. En la construcción del detector de números primos, se emplearán los operadores lógicos AND, OR y NOT estudiados en la práctica 1.
Para utilizar el Mapa de Karnaugh correctamente, primero se debe determinar el número de bits del circuito, que en este caso son 3 variables. El Mapa de Karnaugh de 3 variables organiza todas las posibles combinaciones de estas variables en una tabla de 2x4. Cada celda corresponde a una combinación específica de las variables A, B y C y su salida. El Mapa de Karnaugh de la Figura 2.1 se completa con base en la tabla de verdad o l ecuación obtenida de dicha tabla. Una vez que el mapa está lleno, se deben seguir ciertasa reglas para su reducción. Los "1" deben agruparse en cantidades que sean potencias de 2, tales como 1, 2, 4, 8, etc. Es crucial realizar la menor cantidad posible de agrupaciones, asegurándose de que cada una
A 0 AB^00 10 11 1 Figura 2.1 Mapa de Karnaugh de tres variables.
La secuencia presentada en la Tabla 2.2 comienza con todos los bits en 0. En cada conteo sucesivo, la posición de las unidades 20 cambia alternadamente entre 0 y 1. La posición de los dos unos. Cada vez que la posición de los dos cambia de 1 a 0, la posición de los cuatro 21 cambia cada dos posiciones, independientemente de si son ceros o 22 también se conmuta. De igual manera, cada vez que la posición de los cuatro cambia de 1 a 0, la posición de los ocho 23 se conmuta. La secuencia de conteo binario tiene Tabla 2.2, el bit de las unidades (LSB) cambia de 0 a 1 o de 1 a 0 en cada conteo. El segundo una característica importante: como se observa en la bit (posición de los dos) se mantiene en 0 durante dos conteos, luego en 1 durante dos conteos, y así sucesivamente. El tercer bit (posición de los cuatro) se mantiene en 0 durante cuatro conteos, luego en 1 durante cuatro conteos, y así sucesivamente.
Tabla 2. 2 secuencia de conteo tres bits. 22 = 00 4 21 00 = 2 20 01 = 1 (^00 11 ) (^11 00 ) (^11 11 )
