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INSTITUTO TECNOLGICO Y DE ESTUDIOS SUPERIORES DE MONTERREY CAMPUS MONTERREY DIVISIN DE INGENIERA Y ARQUITECTURA DEPARTAMENTO DE MECATRNICA Y AUTOMATIZACIN

LABORATORIO DE DISEO DE SISTEMAS LGICOS(MR00-034)

MANUAL DEL CURSO

Dr. Jorge Limn Robles Francisco Calleja Bernal M.Colaborador: Luis Rosas Cobos

Revisin 01 (Diciembre 2002)

ITESMContenido Planeacin del curso Normas del laboratorio Evaluacin del laboratorio Rbrica Prctica 1: Compuertas Digitales bsicas TTL Prctica 2: Otros Circuitos Combinatorios comunes Prctica 3: Otros Circuitos Combinatorios comunes

Departamento de Mecatrnica y Automotizacin

Prctica 4: Sntesis de circuitos combinatorios y construccin con lgica alambrada Prctica 5: Construccin de circuitos combinatorios con PLDs Prctica 6: Memorias y Flip-flops Prctica 7: Circuitos de tiempo y otros circuitos secuenciales comunes. Prctica 8: Aplicaciones de los FFs Prctica 9: Sntesis de circuitos secuenciales sncronos Prctica 10: Control Lgico Neumtico Prctica 11: Control Lgico Elctrico Prctica 12: Diseo e implementacin de circuitos lgicos mediante PLC Prctica 13: Diseo e implementacin de circuitos lgicos en PLC mediante Grafcet

Laboratorio de Diseo de Sistemas Lgicos

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Departamento de Mecatrnica y Automotizacin

Programa tentativo para el curso y el laboratorio de Diseo de Sistemas Lgicos Profesor: Instructores de laboratorio: Dr. Jorge Limn Robles M. Sc. Armando Cspedes M. Sc. Ral Estrada Laboratorio de Diseo Sistemas Lgicos Presentacin P1: Compuertas Digitales bsicas TTL P2: Otros Circuitos Combinatorios comunes P3: Otros Circuitos Combinatorios comunes P4: Sntesis de circuitos combinatorios y construccin con lgica alambrada ( incluyendo transductores de entrada y salida) P5: Construccin de circuitos combinatorios con PLDs Proyecto 1: Circuito Digital combinatorio P6: Memorias y Flip-flops P7: Circuitos de tiempo y otros circuitos secuenciales comunes. P8: Aplicaciones de los FFs P9: Sntesis de circuitos secuenciales sncronos con PLDs. Proyecto 2: Circuito digital secuencial P10: Circuitos Lgicos neumticos P11: Circuitos Lgicos Elctricos P12: Programacin Bsica de PLCs P13: Programacin Avanzada de PLCs

Semana 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Diseo Sistemas Lgicos Introduccin Funciones lgicas Sistemas Numricos Sistemas Numricos Algebra Booleana Mapas de Karnaugh Mapas de Karnaugh Sntesis de circuitos combinatorios Construccin con NANDs Primer examen parcial Constr. de circuitos comb con PLDs Constr. de circuitos comb con PLDs (Sol Ex) Constr. de circuitos comb con PLDs Conceptos Bsicos de Circ. Secuenciales Memorias y flip-flops Otros dispositivos secuenciales Anlisis de circuitos secuenciales Anlisis de circuitos secuenciales Segundo examen parcial Sntesis de circ. secuenciales Sntesis de circ. Secuenciales (Sol Ex) Sntesis de circ. secuenciales Circuitos Lgicos Neumticos Circuitos Lgicos Neumticos Circuitos Lgicos Neumticos Circuitos lgicos elctricos Circuitos lgicos elctricos PLC`s Tercer examen parcial PLCs PLCs (Sol Ex) PLCs Tpicos Avanzados Tpicos Avanzados

Laboratorio de Diseo de Sistemas Lgicos

ITESMNormas para el laboratorio 1. Sobre puntualidad y asistencia 2.

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Se tomar lista 5 minutos despus de la hora de entrada Se considera retardo el llegar despus de haber sido nombrado por primera vez en la lista Acumular 2 retardos es equivalente a una falta 30 minutos despus de la hora de entrada ya no se permitir la entrada al laboratorio El nmero mximo permitido de faltas es el equivalente a 2 semanas. A la prctica que no se asista no se permitir entregar el reporte y la calificacin ser cero en dicha prctica Es responsabilidad de los alumnos y su instructor pactar una fecha de reposicin en caso de no tener sesin por causa de un asueto.

Sobre el cuidado del equipo Todos los alumnos debern cuidar el equipo de trabajo Cualquier dao a los equipos, por un mal uso, ser pagado por los alumnos responsables

3.

Sobre los reportes

El alumno deber entregar un reporte de cada prctica bajo los siguientes lineamientos: Los reportes sern entregados en hojas blancas tamao carta (pueden ser en papel usado previamente) La totalidad o una parte de stos pueden ser hechos a mano siempre y cuando se haga con claridad y limpieza, cuando se hagan dibujos se deber utilizar regla Los reportes debern incluir: o Encabezado (no hay portada) o Objetivo (expresado con sus propias palabras) o Breve descripcin de la prctica (expresada con sus propias palabras) o Desarrollo (datos, clculos, figuras, tablas, etc) o Conclusiones individuales Los reportes sern desarrollados en equipos de dos o tres personas. La calidad y entrega a tiempo del escrito es responsabilidad de todo el equipo. Los reportes debern ser entregados por escrito al instructor, una sesin despus de haber sido realizada la prctica, en el da y la hora en que se cursa el laboratorio El alumno que se retrase en entregar su reporte podr hacerlo a la semana siguiente y su calificacin se asignar con base en un mximo de 70 sobre 100. Despus de una semana de retraso ya no se aceptar. Cualquier indicio de copia en los reportes, prcticas, etc., y/o actos de deshonestidad acadmica se manejarn de acuerdo al reglamento acadmico del ITESM. Si un alumno desea revisin de la evaluacin de su reporte deber manifestarlo al instructor en un periodo mximo de 1 semana despus de haber recibido su reporte calificado. 4. Sobre responsabilidades generales Cada equipo tiene la obligacin de llevar a cada sesin una impresin del desarrollo de la prctica De ser indicado por su instructor, los equipos de trabajo se rotarn. De ser necesario los proyectos podrn ser revisados fuera de clase.

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ITESMEvaluacin del laboratorio de diseo de sistemas lgicos Calificacin de la prctica

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Exmen rpido y puntualidad Trabajo individual (ver rbrica) Cumplimiento del equipo con lo programado (ver rbrica) Reporte (en equipo, excepto donde se indica) o Presentacin y ortografa o Contenido o Conclusiones individuales

20 puntos 10 puntos 10 puntos 10 puntos 30 puntos 20 puntos 100 puntos

Calificacin del laboratorio Promedio de las prcticas Proyectos 75 puntos 25 puntos 100 puntos

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Rbrica para evaluacin de la participacin del alumno en el laboratorio PARMETROS Y CRITERIOS DE EVALUACION Trabajo individual Cumplimiento del equipo con los objetivos programados 0 pts No Trabaja. Se cumpli menos de la mitad de lo programado 6 pts Trabaja pero requiere presin del instructor Se cumpli la mayora de lo programado 10 pts Cumple por iniciativa propia Se cumpli lo programado

Formato de observacin en el laboratorio Grupo InstructorAlumno

____________ ____________Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot. Prctica # TI CE Tot.

Matrcula

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PRCTICA #1 COMPUERTAS DIGITALES BSICAS TTLObjetivos: - Uso del protoboard. - Polarizacin de un LED. - Elaborar un detector de seal lgica con un LED. - Generacin de estados lgicos para compuertas digitales. - Obtencin experimental de las tablas de verdad para las compuertas lgicas bsicas: AND, OR y NOT. - Aplicar las compuertas lgicas digitales bsicas en la simulacin de sistemas de control lgico.

DESARROLLO Su instructor describir las partes de un protoboard para ser utilizado en la implantacin de sistemas lgicos digitales. Para ms detalles del protoboard ver anexo A.

Fig. 1: Protoboard

LISTA DE MATERIAL - LEDs - Resistencias de 330 - Dip switch - 7400 - 7402 - 7404 - 7408 - 7432

1) Construir en su protoboard un circuito elctrico, como se muestra en la figura 2, para polarizar adecuadamente un LED (Light Emmiting Diode). Para un mejor funcionamiento de un LED es necesario limitar la corriente If que provoca la luminiscencia del LED. Considere que de acuerdo a datos tcnicos de un LED se tiene que: Vf = 1.5 VCD, e If = 0.015 A. Si el voltaje de polarizacin, Vs = 5 VCD, realice lo siguiente: a) Identifique las terminales nodo y ctodo del LED para realizar una polaridad correcta. b) Calcule el valor de Rs. El valor calculado corresponde a un valor comercial? Explique. c) Observe qu sucede a la intensidad luminosa del LED al utilizar una resistencia de un valor menor o mayor al valor calculado. Explique. d) Vuelva a conectar la resistencia R de mayor valor y mida la cada de voltaje en el LED, Vm, as como el valor de If. Mida el valor del voltaje y su polaridad a travs de la resistencia elctrica del circuito.

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1

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If

Vs = 5 VCD; Rs = 330 ;

Vf = 1.5 VCD; If = 0.015 A;

Medir: Vm = _________ If = _________

Fig. 2: Circuito de polarizacin para un LED. Fig. 3: Prueba para obtener la tabla de verdad a una compuerta AND, SN74LS08 2) Realice las modificaciones al circuito anterior para que dicho circuito sea utilizado durante su prctica como verificador de voltaje. Compuertas Lgicas Digitales 3) Construya un circuito elctrico en su protoboard para comprobar la tabla de verdad de las compuertas digitales AND, OR y NOT. Consulte la tabla de especificaciones (data sheet, apndice D) para identificar los pines que corresponden a: entradas, salidas y polarizacin (Vcc, Gnd). El circuito debe generar dos entradas de voltaje (1: uno lgico) que debern ser mostrados por dos LEDs, y la salida de la

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