guia de laboratorio

GUIA DE LABORATORIO 2010

1) Implemente en forma canoacutenica y simplificada

a) f = a b + a b c + a b c + a b

b) f = a + b + c + a b c

c) f = (a c + c) (a + c) (b c + a + a)

d) f = a b c + a c + b

e) f = (a c + a b c d ) + b c d

f) f = a b c + a b d + a b

g) f = (a c + c) (a + c) (b c + a + a)

h) f = (a + b) (b + c) (a + c)

i) f = (a b + c d) c

2) Disentildear el circuito de control de un motor mediante tres interruptores a b y c que cumplen las siguientes condiciones de funcionamiento Si se pulsan los tres interruptores el motor se activa Si se pulsan dos interruptores cualesquiera el motor se activa

pero se enciende una laacutempara de peligro Si soacutelo se pulsa un interruptor el motor no se activa pero siacute se

enciende la laacutempara de peligro Si no se pulsa ninguacuten interruptor el motor y la laacutempara estaacuten

desactivados

3) Disentildee un decodificador BCD a decimal de 4 bits En caso de exceder el nuacutemero 9 si el nuacutemero es par se deben activar las salidas impares y si el nuacutemero es impar se deben activar las salidas pares

4) Disentildee un multiplexor 21 con una entrada de control (seleccioacuten) S una sentildeal de habilitacioacuten E y una sentildeal de salida Y

5) Disentildee un sumador binario completo de dos nuacutemeros 2 bits con su entrada y salida de Carry Presente la salida y las entradas en display

6) Disentildear un circuito que estando constituido por tres pulsadores a b y c y dos laacutemparas L1 y L2 cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento

L1 se encenderaacute si se pulsan soacutelo 2 pulsadores cualesquiera L2 se encenderaacute si se pulsan los 3 pulsadores Si se pulsa un solo pulsador cualquiera que sea se encenderaacute

L1 y L2

7) Disentildear un circuito que estando constituido por cuatro pulsadores a b c y d y dos laacutemparas L1 y L2 cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento

L1 se encenderaacute si se pulsan 3 pulsadores cualesquiera L2 se encenderaacute si se pulsan los 4 pulsadores Si se pulsa un solo pulsador cualquiera que sea se encenderaacute

L1 y L2

8) Disentildear un circuito digital constituido por 3 pulsadores a b c y una laacutempara que funcione de forma que esta se encienda cuando se pulsen los tres pulsadores a la vez o uno cualquiera solamente

9) Construya con compuertas loacutegicas un codificador con prioridad a la entrada de menor peso que tenga 4 liacuteneas de entrada y 2 liacuteneas de salida

10) La figura adjunta muestra el cruce de una autopista principal con un camino de acceso secundario Se colocan sensores de deteccioacuten de vehiacuteculos a lo largo de los carriles C y D (camino principal) y en los carriles A y B (camino de acceso) Las salidas del sensor son BAJA cuando no pasa ninguacuten vehiacuteculo y ALTA cuando pasa alguacuten vehiacuteculo

El semaacuteforo del cruce se controlaraacute de acuerdo a la siguiente loacutegica

El semaacuteforo E-O (Este-Oeste) estaraacute en verde siempre que C y D esteacuten ocupados

El semaacuteforo E-O (Este-Oeste) estaraacute en verde siempre que C oacute D esteacuten ocupados pero A y B no esteacuten ocupados

El semaacuteforo N-S (Norte ndash Sur) estaraacute en verde siempre que los carriles A y B esteacuten ocupados pero C y D no lo esteacuten

El semaacuteforo N-S tambieacuten estaraacute en verde cuando A o B esteacuten ocupados en tanto que C y D esteacuten vaciacuteos

El semaacuteforo E-O estaraacute en verde cuando NO haya vehiacuteculos transitando

Utilizando las salidas de los sensores ABC y D como entradas disentildee un circuito loacutegico para controlar el semaacuteforo Debe haber 2 salidas NS y EO que pasen a Alto cuando la luz correspondiente se pone en verde

11) Una laacutempara L estaacute conectada a una fuente de tensioacuten a traveacutes de un conjunto de llaves La laacutempara se encenderaacute solo si las llaves A y B y C o D cerradas pero E o F no lo estaacuten Dibujar el circuito y hallar la funcioacuten loacutegica que los representa

12) Disentildee un decodificador 24 con doble habilitacioacuten (H1H2) Las salidas del decodificador son en nivel loacutegico alto La habilitacioacuten 1 se activa con un nivel loacutegico alto y la habilitacioacuten 2 con un nivel loacutegico bajo Cuando no exista habilitacioacuten en el decodificador la salida deberaacute presentar las siguientes secuencias Si h1 y h2 estaacuten en baja se activan las salidas en modo inverso es decir se activan las salidas seguacuten el complemento a 1 de las entradas si h1 estaacute en baja y h2 en alta se activan las salidas maacutes y menos significativas y si ambos habilitadores estaacuten en alta se activan las salidas intermedias

13) Dados dos nuacutemeros de 2 bits cada uno codificados en binario puro implementar un circuito loacutegico combinacional que consiga realizar la multiplicacioacuten de ambos (Considere el resultado en 3 bits)

14) Disentildear un comparador de dos nuacutemeros binarios de tres bits sin signo que tenga 3 salidas A gt B A lt B y A = B

15) Implemente con el miacutenimo numero de compuertas posibles un circuito detector de paridad par de 4 bits

16) Implemente con el miacutenimo numero de compuertas posibles un circuito detector de paridad impar de 4 bits

17) Se debe implementar un circuito que tiene como entradas dos nuacutemeros binarios naturales de 2 bits (A1 A0 y B1 B0) y tres salidas Fpar Fimpar y Fdif donde Fpar seraacute 1 cuando ambos nuacutemeros sean pares simultaacuteneamente Fimpar se pondraacute a 1 cuando ambos nuacutemeros sean impares y Fdif se pondraacute a 1 cuando los nuacutemeros tengan diferente paridad Fdif deberaacute ser generada por Fpar y Fimpar

18) Disentildee un circuito que tome un nuacutemero de 4 bits (A3 A2 A1 A0) CODIFICADO en BINARIO COMPLEMENTO A UNO 4 BITS y produzca las salidas Y3 Y2 Y1 y Y0 correspondiente EN MAGNITUD Y SIGNOPresente el numero A en display al igual que la salida

19) Una empresa de seguridad necesita implementar un circuito que determine la influencia conjunta de humo y calor para un sistema de alarma de incendios Dicho sistema debe realizar las siguientes operaciones

Sumar los valores de humo y calor Cuando dicha suma sea mayor a cuatro unidades el sistema

debe devolver el valor 4 Cuando dicha suma sea menor o igual a cuatro unidades el

sistema debe devolver el valor de la suma

Para este sistema existen dos sensores calor (C) y humo (H) con una sensibilidad de dos bitsLa salida debe estar en un display de siete segmentosEl disentildeo deber abordar los siguientes puntos

Descripcioacuten del circuito loacutegico Comprobar mediante simulacioacuten el comportamiento especificado

Para ello completar el cronograma siguiente

20) Un proceso quiacutemico posee tres indicadores de la temperatura del punto P cuyas salidas T1 T2 y T3 adoptan dos niveles de tensioacuten bien diferenciados seguacuten la temperatura sea menor o mayor-igual a t1 t2 oacute t3 respectivamente (t1lt t2lt t3)

Se asigna el valor cero al nivel de tensioacuten correspondiente a una temperatura inferior a t y el valor uno al nivel correspondiente a una temperatura superior o igual a t

Se desea generar una sentildeal que Adopte un nivel de tensioacuten alto (1 loacutegico) si la temperatura estaacute

comprendida entre t1 y t2

Adopte un nivel de tensioacuten alto si la temperatura es superior o igual a t3

Adopte un nivel de tensioacuten bajo en cualquier otro caso diferente a los descritos anteriormente

Disentildear esa funcioacuten loacutegica usando

a Con decodificadores b Con multiplexores

21) Se pretende disentildear un sistema de control digital para una parte de una operacioacuten de tratamiento de madera en una faacutebrica de muebles Este sistema debe controlar cuatro motores (M1 M2 M3 y M4) que ponen en marcha una cinta transportadora su bomba de lubricacioacuten una sierra de cinta y una sierra de corte respectivamente

El sistema utiliza cuatro interruptores manuales onoff (S1 S2 S3 y S4) para controlar cada uno de los cuatro motores Al activar (desactivar) el interruptor Si se pone en marcha (se para) el motor Mi

Cuando la cinta transportadora esteacute funcionando el motor que controla la lubricacioacuten de la cinta transportadora debe funcionar El motor que controla a la cinta transportadora debe funcionar soacutelo cuando los interruptores S1 y S2 estaacuten activados

Los motores de las sierras no requieren lubricacioacuten pero nunca deben funcionar al mismo tiempo Si los interruptores S3 y S4 se activan al mismo tiempo el sistema debe pararse por completo incluyendo los motores de la cinta transportadora y de lubricacioacuten

Tampoco pueden funcionar al tiempo la cinta transportadora y la sierra de corte

La loacutegica de control del circuito debe controlar los motores para evitar que se produzca cualquier condicioacuten no permitida debido a la manipulacioacuten incorrecta de los interruptores Ese control se realiza parando completamente el sistema

Disentildear el circuito digital de control

a) utilizando multiplexoresb) utilizando decodificadores

22) Un desplazador de bloque es un circuito combinacional con 8 entradas E1 E8 y n salidas S1 S8 Funciona de manera que Si

= Ei+d siendo d el desplazamiento que puede ser positivo o negativo Las salidas que quedan sin correspondencia con alguna

entrada se ponen a un valor fijo (0 o 1) Utilizando componentes combinacionales disentildear un desplazador de bloque con n=8 y d hasta 4 y con 4 entradas de control c1 c2 c3 y c4 Con c1c2 se codifica el desplazamiento seguacuten la tabla adjunta Con c3 se codifica el signo de d Con c4 se codifica si los lugares vacantes se rellenan con ceros o unos

c1c2 d00 101 210 311 4

23) Dados dos nuacutemeros de 2 bits cada uno implementar un circuito loacutegico combinacional que consiga realizar la suma y la resta seguacuten seleccione el usuario y ademaacutes active una alarma cuando el resultado obtenido en la operacioacuten sea erroacuteneo (Considere el resultado en complemento a dos 4 bits)

24) En una cierta empresa los cuatro directivos se distribuyen las acciones seguacuten A=40 B=30 C=20 y D=10 Disentildear una maacutequina de escrutinio sabiendo que cada miembro tiene un porcentaje de voto igual a su nuacutemero de acciones y que para aprobar una mocioacuten los votos afirmativos deben superar el 50

25) Disentildee un circuito que tome un nuacutemero de 4 bits (A3 A2 A1 A0) CODIFICADO en BINARIO PURO y produzca las salidas Y3 Y2 Y1 y Y0 del CODIGO GRAY correspondiente

26) 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 seccioacuten del patio provenientes de un punto A o B (ver tablero de control)Dependiendo de las posiciones de los conmutadores S1 al S4 un furgoacuten puede llegar a uno cualquiera de los 4 destinos D0 D1 D2 o D3 Disentildee un circuito que reciba como entradas las sentildeales de S1 a S4 de las posiciones de los conmutadores correspondientes y que encienda una laacutempara D0 a D3 indicando el destino al que llegaraacute cada furgoacuten Cuando se produzca una colisioacuten todas las laacutemparas de salida deben encenderse

27) Un almaceacuten tiene 4 puertas y en cada una de ellas hay un interruptor para conectar la iluminacioacuten Construir un circuito digital para gobernar la iluminacioacuten del almaceacuten Cada interruptor tiene un contacto normalmente abierto y otro normalmente cerrado

28) Se desea controlar dos motores M1 y M2 por medio de los contactos de tres interruptores A B y C de forma que se cumplan las siguientes condicionesa) Si A estaacute cerrado y por lo menos alguno entre B y C se activa M1b) Si C estaacute abierto y los otros dos no se activa M2c) Si los tres interruptores estaacuten cerrados se activan M1 y M2d) Para el resto de condiciones los motores estaraacuten parados

29) Se desea gobernar un motor desde 4 interruptores ABC y D de forma que entre en funcionamiento si estaacuten cerrados 2 y soacutelo 2 de ellos Construir el esquema loacutegico mediante dispositivos MSI

30) Se desea construir un circuito con un total de 4 entradas (A4 A3 A2 A1) y 3 salidas (Z2 Z1 Z0) Su funcionamiento ha de ser tal que a la salida se obtenga el equivalente binario al nuacutemero del subiacutendice de la entrada activa (1 loacutegico) Puesto que simultaacuteneamente puede haber varias entradas activas se fijaraacute prioridad a la entrada activa de mayor subiacutendice En el caso de que ninguna de las entradas se encuentre activa a la salida se obtiene el equivalente binario del decimal ldquo5rdquo Construir el esquema loacutegico mediante dispositivos MSI

31) Se dispone de tres nuacutemeros de 3 bits codificados en binario natural Disentildee un circuito que realice la suma de los dos mayores de los tres Presente la salida en display ademaacutes de cada uno de los nuacutemeros

32) Disentildee un circuito que calcule el valor absoluto de la diferencia de dos nuacutemeros de 4 bits codificados en binario puro Presente la salida en display ademaacutes de los nuacutemeros

33) Implemente un circuito digital Convertidor de coacutedigo que permita obtener el numero decimal sobre unos displays si en la entrada del bloque se dispone de un numero binario puro de 5 bits

34) Disentildee un circuito que convierta un numero decimal de dos diacutegitos BCD a coacutedigo binario desde el diez hasta el cuarenta y nueve

35) Disentildee un circuito que tenga como entradas tres nuacutemeros sin signo AB y C de 4 bits cada uno y una salida Z que indique cual de los nuacutemeros B o C es mas proacuteximo al nuacutemero A Muestre los nuacutemeros y la salida en display En caso de tener que montar el circuito trabaje solo con nuacutemeros de 3 bits

36) Disentildee un circuito combinacional capaz de realizar el complemento a 2 de un numero de 4 bits el complemento a 1 del numero o dejarlo como estaacute de acuerdo con la tabla que se muestra a continuacioacuten

S0 S1 Funcioacuten0 0 N0 1 C-2 de N1 0 C-1 de N1 1 Sin definir

37) Implemente la funcioacuten loacutegica f(abcde)=Σ124681113141518192022242527283031 utilizando el decodificador 74145 y multiplexores 74151

38) Disentildee un circuito capaz de hallar el valor absoluto de la parte entera de la media de dos nuacutemeros enteros con signo de 3 bits codificados en C-2 Muestre los nuacutemeros en display y el resultado de la media ademaacutes indique mediante un led cuando el resultado de la media es inexacto

39) Disentildee una ALU que realice las siguientes funciones sobre dos nuacutemeros A y B de tres bits Las operaciones aritmeacuteticas se realizan en complemento a 2 Muestre en display los nuacutemeros y los resultados de las operaciones aritmeacuteticas Los resultados de las operaciones loacutegicas represeacutentelas mediante leds

S0 S1 Funcioacuten0 0 C-2 de B0 1 A XOR B1 0 2 A1 1 A ndash B

40) Disentildee un circuito que realice la suma aritmeacutetica del mayor y el menor de tres nuacutemeros de 3 bits representados en complemento a 2 Muestre los nuacutemeros y el resultado en display

41) Disentildee un circuito que calcule la parte entera de la divisioacuten de dos nuacutemeros uno de cuatro bits (dividendo) y otro de dos bits (divisor) codificados ambos en binario natural Presente los nuacutemeros y el resultado en display Cuando se presente la situacioacuten X0 el display debe mostrar una E Ademaacutes indique mediante un led aquellos casos en los que la divisioacuten sea inexacta

42) Disentildee un circuito secuencial siacutencrono que proporcione a su salida un nivel alto cada vez que en su liacutenea de entrada se presente la secuencia 010

43) Se quiere disentildear un circuito secuencial que reciba datos en serie por una liacutenea de entrada y sea capaz de detectar secuencias de tres 1acutes consecutivos

44) Disentildee un circuito detector de paridad para caracteres binarios de 4 bits que se reciben en serie por una liacutenea X0 La salida Z debe ponerse a 1 si en el momento de llegar al cuarto bit el nuacutemero de 1acutes es par y permanecer en 0 en caso contrario Despueacutes del cuarto bit el sistema debe volver al estado inicial quedando preparado para recibir el siguiente caraacutecter

45) Disentildee un circuito contador siacutencrono BCD modulo diez

46) Se disentildearaacute un circuito secuencial MON que supervise la condicioacuten de un paciente en un hospital La entrada a MON es un nuacutemero binario n entre 1 y 7 que indica la condicioacuten del paciente El valor especificado de n es 3 pero los valores 2 y 4 no se consideran anormales Se enviacutea automaacuteticamente un nuevo valor de n a MON cada 5 segundos Si n es menor que 2 o mayor que 4 en dos o maacutes ocasiones la maquina debe activar una alarma en la sala de enfermeras La enfermera responde con la aplicacioacuten del medicamento al paciente y la puesta a cero del monitor Use FF JK para el disentildeo de MON

47) Disentildee una maquina de estado finita que inicie un movimiento transversal cuando se pulsa un botoacuten de inicioparada es decir la maquina tiene dos interruptores de final de carrera uno a cada extremo que al ser activados determinan el cambio de direccioacuten

48) Disentildee un contador de 8 estados que cuente del 0 al 7 de forma ascendente Los pulsos de reloj con flanco de bajada producen los cambios de estado Elija para el disentildeo un FF de acuerdo con las caracteriacutesticas del disentildeo Muestre en display

49) Disentildee un contador de 8 estados que cuente del 0 al 7 de forma descendente Los pulsos de reloj con flanco de subida producen los cambios de estado Elija para el disentildeo un FF de acuerdo con las caracteriacutesticas del disentildeo Muestre en display

50) Disentildee un contador que cuente del 0 al 7 cuando X = 0 y del 7 al 0 cuando X = 1 Utilice FF D Muestre en display

51) Disentildee un contador que cuente los nuacutemeros pares del 2 al 10 ambos inclusive Utilice FF T Muestre en display

52) Disentildee un contador que cuente los nuacutemeros impares del 1 al 9 ambos inclusive Utilice FF JK Muestre en display

53) Disentildee un contador que cuente ascendentemente para m=0 y descendentemente para m=1 desde 0 a 3 o de 3 a 0 respectivamente Use FF T Muestre en display

54) Disentildee un contador que cuente 135 y 7 para m=0 y 024 y 6 para m =1 Use FF JK Muestre en display

55) Disentildee un contador siacutencrono de 16 estados utilizando FF D que presente en display la secuencia 0123456781514131211109 y se repita

56) Disentildee un contador siacutencrono modulo 13 Muestre la salida en display


58) Disentildee un contador siacutencrono modulo diez Muestre la salida en display

59) Se desea disentildear una maquina que expenda agua mineral con un costo de 25 BsF Mientras no se haya insertado dicho importe la maquina no hace nada Cuando haya la cantidad de dinero suficiente la maquina entrega el refresco y la diferencia en dinero si la hubiere La maquina solo acepta monedas de 05 y 1 BsF Indique mediante un led el expendio del refresco y mediante otro led la devolucioacuten del dinero Utilice FF 7476

60) Se desea disentildear un circuito que controle las luces de dos semaacuteforos que regulan el traacutefico en la interseccioacuten de dos viacuteas una principal (semaacuteforo 1) y otra secundaria (semaacuteforo 2) Las luces de cada uno de los semaacuteforos conmutaraacuten siguiendo la secuencia VERDEAacuteMBAR-ROJO El sistema no tiene botones externos que puedan pulsar los peatones La secuencia de funcionamiento de los semaacuteforos es la siguiente

1048707 Semaacuteforo1 en VERDE ndash Semaacuteforo 2 en ROJO 5 ciclos1048707 Semaacuteforo1 en AacuteMBAR ndash Semaacuteforo 2 en ROJO 2 ciclos1048707 Semaacuteforo1 en ROJO ndash Semaacuteforo 2 en ROJO 1 ciclo1048707 Semaacuteforo1 en ROJO ndash Semaacuteforo 2 en VERDE 3 ciclos1048707 Semaacuteforo1 en ROJO ndash Semaacuteforo 2 en AacuteMBAR2 ciclos1048707 Semaacuteforo1 en ROJO ndash Semaacuteforo 2 en ROJO 1 ciclo

61) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia285107131 y 3 Utilice solo 3 flip-flop para lo cual deberaacute emplear el meacutetodo de decodificacioacuten de estados

62) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 1246911 y 14 Utilice para su disentildeo solo 3 flip-flop para lo cual deberaacute trabajar con el meacutetodo de decodificacioacuten de estados

63) Disentildee una maquina de estado finita que controle el llenado de un tanque de tal manera que se active una bomba de llenado hasta que activa un sensor de nivel alto y apaga la bomba hasta que se activa un sensor de nivel bajo

64) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 13101458113 y 6 Utilice solo 3 flip-flop para lo cual deberaacute emplear el meacutetodo de decodificacioacuten de estados

65) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia17411614 y 3 Utilice el contador 7493

66) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 3561012 y 13 Utilice para su disentildeo el contador 7493

67) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 1311157910 y 2 Utilice el contador 7493 para su disentildeo

68) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia12 7 9 10 y 6 Utilice el contador 7493 para su disentildeo

69) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia4 8 6 15 9 y 10 Utilice el contador 7493 para su disentildeo


71) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 2 6 4 12 10 y 7 Utilice el contador 7493 para su disentildeo

72) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 10 8 11 9 y 13 Utilice el contador 7493 para su disentildeo



75) Disentildee un contador que tenga la siguiente secuencia 7 9 4 1 12 14 y 0 Utilice el contador 7493 para su disentildeo



78)

L1 se encenderaacute si se pulsan soacutelo 2 pulsadores cualesquiera L2 se encenderaacute si se pulsan los 3 pulsadores Si se pulsa un solo pulsador cualquiera que sea se encenderaacute

L1 y L2

7) Disentildear un circuito que estando constituido por cuatro pulsadores a b c y d y dos laacutemparas L1 y L2 cumpla las siguientes condiciones de funcionamiento

L1 se encenderaacute si se pulsan 3 pulsadores cualesquiera L2 se encenderaacute si se pulsan los 4 pulsadores Si se pulsa un solo pulsador cualquiera que sea se encenderaacute

L1 y L2

8) Disentildear un circuito digital constituido por 3 pulsadores a b c y una laacutempara que funcione de forma que esta se encienda cuando se pulsen los tres pulsadores a la vez o uno cualquiera solamente

9) Construya con compuertas loacutegicas un codificador con prioridad a la entrada de menor peso que tenga 4 liacuteneas de entrada y 2 liacuteneas de salida

10) La figura adjunta muestra el cruce de una autopista principal con un camino de acceso secundario Se colocan sensores de deteccioacuten de vehiacuteculos a lo largo de los carriles C y D (camino principal) y en los carriles A y B (camino de acceso) Las salidas del sensor son BAJA cuando no pasa ninguacuten vehiacuteculo y ALTA cuando pasa alguacuten vehiacuteculo

El semaacuteforo del cruce se controlaraacute de acuerdo a la siguiente loacutegica

El semaacuteforo E-O (Este-Oeste) estaraacute en verde siempre que C y D esteacuten ocupados

El semaacuteforo E-O (Este-Oeste) estaraacute en verde siempre que C oacute D esteacuten ocupados pero A y B no esteacuten ocupados

El semaacuteforo N-S (Norte ndash Sur) estaraacute en verde siempre que los carriles A y B esteacuten ocupados pero C y D no lo esteacuten

El semaacuteforo N-S tambieacuten estaraacute en verde cuando A o B esteacuten ocupados en tanto que C y D esteacuten vaciacuteos

El semaacuteforo E-O estaraacute en verde cuando NO haya vehiacuteculos transitando




































c1c2 d00 101 210 311 4



























































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c1c2 d00 101 210 311 4



























































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