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Orientación Universidad
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Electronica digital taller, Apuntes de Electrónica

Espero que sirva tanto como a mi

Tipo: Apuntes

2024/2025

Subido el 30/06/2025

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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
ESCUELA DE FORMACIÓN DE TECNÓLOGOS (ESFOT)
ELECTRONICA DIGITAL Y MICROPROCESADORES
TALLER
TEMA: Circuitos Combinacionales
OBJETIVO: Diseñar circuitos combinacionales de mediana escala de integración.
Nombres:
1. Jhonny Chasipanta
2. Sofía Martínez
Marco Teórico.
Los circuitos combinacionales, como se indica en la figura pueden tener algunas variables de entrada y algunas
variables de salida. Cada una de las salidas depende exclusivamente del valor actual de las variables de entrada.
El proceso de diseño empieza por el planteamiento del problema, en forma clara y bien definida. Con esta información
se elabora una tabla de función, en la que se indicará con un 1𝐿 cuando se cumple la condición de planteamiento y con
un 0𝐿 cuando no cumple. Una vez obtenida la tabla, el siguiente paso consiste en simplificar la función, utilizando
cualquiera de los métodos de simplificación que el usuario conozca, lo importante es obtener el circuito más
simplificado, que utilice el menor número de compuertas y de Cis.
Finalmente se implementa el circuito simplificado. Los dispositivos lógicos para el diseño combinacional con las
compuertas que se han estudiado (AON, NAND o NOR).
Aplicación de los sistemas digitales
En esta aplicación a los sistemas digitales, se desarrolla la lógica de control de un sistema digital que permite controlar
el nivel de líquido que hay en un tanque de almacenamiento. El propósito de la lógica es mantener un nivel apropiado
de fluido controlando las válvulas de entrada y de salida. La lógica también tiene que controlar la temperatura del fluido
dentro de un determinado rango y disparar una alarma si el sensor de nivel o el sensor de temperatura falla.
Principio de operación
Los niveles máximo y mínimo de fluido quedan determinados por las posiciones de los sensores de nivel del tanque.
La salida de cada sensor estará a nivel ALTO mientras que esté sumergido en el fluido y estará a nivel BAJO cuando
no quede sumergido. Cuando la salida del sensor de nivel alto está a nivel BAJO, la lógica de control genera un nivel
ALTO y abre la válvula de entrada. Cuando la salida del sensor de nivel alto está a nivel ALTO, la lógica de control
genera un nivel BAJO y cierra la válvula de entrada.
Antes de abrir la válvula de salida, el fluido debe encontrarse dentro del rango de temperatura especificado. Un sensor
genera un nivel ALTO cuando el fluido está muy caliente y el otro sensor de temperatura genera un nivel ALTO cuando
la temperatura es demasiado baja. La lógica de control genera un nivel ALTO para activar el elemento de calefacción
cuando se tiene la indicación de temperatura baja; en caso contrario, el elemento de calefacción está apagado. Cuando
aparece la condición de temperatura alta, se activa una alarma.
Cuando el sensor de nivel bajo genera una salida a nivel ALTO (lo que indica que está sumergido) y la salida de los dos
sensores de temperatura están a nivel BAJO (lo que indica que el fluido está a la temperatura correcta), la lógica de
control abre la válvula de salida. Si la salida del sensor de nivel bajo pasa a nivel BAJO o si las salidas de los sensores
de temperatura pasan a nivel ALTO, la lógica de control cierra la válvula de salida.
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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

ESCUELA DE FORMACIÓN DE TECNÓLOGOS (ESFOT)

ELECTRONICA DIGITAL Y MICROPROCESADORES

TALLER

TEMA: Circuitos Combinacionales OBJETIVO: Diseñar circuitos combinacionales de mediana escala de integración. Nombres:

  1. Jhonny Chasipanta
  2. Sofía Martínez Marco Teórico. Los circuitos combinacionales, como se indica en la figura pueden tener algunas variables de entrada y algunas variables de salida. Cada una de las salidas depende exclusivamente del valor actual de las variables de entrada. El proceso de diseño empieza por el planteamiento del problema, en forma clara y bien definida. Con esta información se elabora una tabla de función, en la que se indicará con un (^1) 𝐿 cuando se cumple la condición de planteamiento y con un (^0) 𝐿 cuando no cumple. Una vez obtenida la tabla, el siguiente paso consiste en simplificar la función, utilizando cualquiera de los métodos de simplificación que el usuario conozca, lo importante es obtener el circuito más simplificado, que utilice el menor número de compuertas y de Cis. Finalmente se implementa el circuito simplificado. Los dispositivos lógicos para el diseño combinacional con las compuertas que se han estudiado (AON, NAND o NOR). Aplicación de los sistemas digitales En esta aplicación a los sistemas digitales, se desarrolla la lógica de control de un sistema digital que permite controlar el nivel de líquido que hay en un tanque de almacenamiento. El propósito de la lógica es mantener un nivel apropiado de fluido controlando las válvulas de entrada y de salida. La lógica también tiene que controlar la temperatura del fluido dentro de un determinado rango y disparar una alarma si el sensor de nivel o el sensor de temperatura falla. Principio de operación Los niveles máximo y mínimo de fluido quedan determinados por las posiciones de los sensores de nivel del tanque. La salida de cada sensor estará a nivel ALTO mientras que esté sumergido en el fluido y estará a nivel BAJO cuando no quede sumergido. Cuando la salida del sensor de nivel alto está a nivel BAJO, la lógica de control genera un nivel ALTO y abre la válvula de entrada. Cuando la salida del sensor de nivel alto está a nivel ALTO, la lógica de control genera un nivel BAJO y cierra la válvula de entrada. Antes de abrir la válvula de salida, el fluido debe encontrarse dentro del rango de temperatura especificado. Un sensor genera un nivel ALTO cuando el fluido está muy caliente y el otro sensor de temperatura genera un nivel ALTO cuando la temperatura es demasiado baja. La lógica de control genera un nivel ALTO para activar el elemento de calefacción cuando se tiene la indicación de temperatura baja; en caso contrario, el elemento de calefacción está apagado. Cuando aparece la condición de temperatura alta, se activa una alarma. Cuando el sensor de nivel bajo genera una salida a nivel ALTO (lo que indica que está sumergido) y la salida de los dos sensores de temperatura están a nivel BAJO (lo que indica que el fluido está a la temperatura correcta), la lógica de control abre la válvula de salida. Si la salida del sensor de nivel bajo pasa a nivel BAJO o si las salidas de los sensores de temperatura pasan a nivel ALTO, la lógica de control cierra la válvula de salida.

Si la lógica de control detecta un fallo en cualquiera de los sensores o una condición de temperatura muy alta, se activa una alarma. Un fallo en un sensor de nivel se produce cuando el sensor de nivel alto está activado y el sensor de nivel bajo no lo está. Un fallo en un sensor de temperatura se indica mediante la activación de los dos sensores a un mismo tiempo.

1. Realice un diagrama general del sistema.

Figura 1. Diagrama del sistema Fuente: propia Figura 2. Diagrama general del sistema Fuente: propia

2. Complete las siguientes tablas.

Entradas al sistema Variable Descripción Nivel activo Comentario LH Sensor nivel alto 1 1 cuando esta sumergido LL Sensor nivel bajo 1 1 cuando esta sumergido TH Sensor de temperatura alta 1 1 cuando la temperatura es muy alta TC Sensor de temperatura baja 1 1 cuando la temperatura es muy baja

SIMPLIFICACIÓN MEDIANTE EL ALGEBRA DE BOOL Y MAPAS K

Vin Ecuación minterm: 𝑽𝒊𝒏 = ̅𝑳𝑯̅̅̅ 𝑳𝑳̅̅̅̅ 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪̅̅̅̅ + 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳̅̅̅̅ 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪 + 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳̅̅̅̅ 𝑻𝑯 𝑻𝑪̅̅̅̅ + 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪̅̅̅̅ + 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪 + 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳 𝑻𝑯 𝑻𝑪̅̅̅̅ Ley distributiva 𝑉𝑖𝑛 = 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝐿𝐿̅̅̅ 𝑇𝐻̅̅̅̅ ( 𝑇𝐶̅̅̅̅ + 𝑇𝐶) + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻 𝑇𝐶̅̅̅̅ (𝐿𝐿̅̅̅ + 𝐿𝐿) + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝐿𝐿 𝑇𝐻̅̅̅̅ (𝑇𝐶̅̅̅̅ + 𝑇𝐶) Ley del elemento complementario 𝑉𝑖𝑛 = 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝐿𝐿̅̅̅ 𝑇𝐻̅̅̅̅ + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻 𝑇𝐶̅̅̅̅ + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝐿𝐿 𝑇𝐻̅̅̅̅ Ley distributiva 𝑉𝑖𝑛 = 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻̅̅̅̅ (𝐿𝐿̅̅̅ + 𝐿𝐿) + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻 𝑇𝐶̅̅̅̅ Ley del elemento neutro 𝑉𝑖𝑛 = 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻̅̅̅̅ + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻 𝑇𝐶̅̅̅̅ 𝑉𝑖𝑛 = 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻̅̅̅̅ + 𝐿𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐻 𝑇𝐶̅̅̅̅ Función simplificada 𝑽𝒊𝒏 = ̅𝑳𝑯̅̅̅ ( 𝑻𝑯̅̅̅̅ + 𝑻𝑯 𝑻𝑪̅̅̅̅ ) Vout Ecuación minterm: Factor común 𝑳𝑯̅̅̅̅ 𝑳𝑳 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪̅̅̅̅ + 𝑳𝑯 𝑳𝑳 𝑻𝑯̅̅̅̅ 𝑻𝑪̅̅̅̅ Ley del elemento complementario 𝐿𝐿 𝑇𝐻̅̅̅̅ 𝑇𝐶̅̅̅̅ (𝐿𝐻̅̅̅̅ + 𝐿𝐻) Función simplificada

H

Ecuación minterm: 𝑯 = (𝒍𝒉̅̅̅ ⋅ 𝑳𝑳̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒄) + (𝑳𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑳𝒍 ⋅ 𝑻𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒄) + (𝑳𝒉 ⋅ 𝒍𝒍 ⋅ 𝑻𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒄) Factor común Ley distributiva Función simplificada H = 𝑳𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒄 + 𝒍𝑳 ⋅ 𝑻𝒉̅̅̅̅ ⋅ 𝑻𝒄

4. Diseño de la lógica de control para las variables de

salida.

Ilustración 1 : diseño del sistema en logism

5. Simulación en Proteus

Ilustración 2 : diseño del sistema realizado en el programa proteus (fuente propia)

Ilustración 3 : diseño del sistema en proteus (fuente propia)

6. Simulación en Thinkercad

Ilustración 4 : simulación del sistema en thinkercad