PDF de programación - Puertas Lógicas

6

Objetivos

En esta quincena aprenderás a:

•

Implementar
mediante puertas lógicas.

funciones



• Conocer y manejar la
simbología de las puertas
lógicas.

• Construir circuitos lógicos en
programa simulador

el
informático.

• A partir del funcionamiento
de un sistema, obtener su
tabla de la verdad y su
función
e
implementar esta última
mediante puertas lógicas.

lógica,



Puertas Lógicas

Contenidos

Antes de empezar
1.Puertas lógicas
Introducción.................................... pág. 2
Puerta AND..................................... pág. 3
Puerta OR....................................... pág. 4
Puerta NOT...................................... pág. 5
Puerta NAND................................... pág. 6
Puerta NOR..................................... pág. 7

2.Implementación de una función lógica con
puertas básicas
Obtención del circuito........................ pág. 8

3.Obtención de la tabla de verdad de un circuito
ya diseñado
Obtención de la tabla de verdad …...... pág.10

4.Análisis de un sistema electrónico mediante
bloques
Entrada, proceso y salida................... pág. 12
Ejemplo de diseño............................. pág. 13

5.Recuerda lo más importante............... pág.15

6.Para practicar.................................... pág.16

7.Autoevaluación................................. pág. 24

8.Para saber más................................. pág. 26

Tecnología 4º. Página 1

6

Puertas Lógicas

Contenidos

1. Puertas lógicas básicas. Introducción.

Las puertas lógicas son circuitos electrónicos capaces de realizar operaciones lógicas
básicas. Por ejemplo, para realizar la operación producto utilizamos un circuito
integrado a partir del cual se obtiene el resultado S = A · B

Circuito serie

Puerta lógica AND

A

0

0

1

1

B

0

1

0

1

S

0

0

0

1

En apariencia, las puertas lógicas no se distinguen de
otro circuito integrado cualquiera. Sólo los códigos que
llevan escritos permiten distinguir las distintas puertas
lógicas entre sí o diferenciarlas de otro tipo de
integrados.

La imagen de la derecha representa un circuito
integrado que contiene 4 puertas lógicas NAND

Tecnología 4º. Página 2

6

Puerta AND

Puertas Lógicas

Contenidos

La señal de salida se activa sólo cuando se activan todas las señales de entrada.
Equivale al producto lógico S = A · B y se corresponde con la siguiente tabla de la
verdad (para tres entradas) y al siguiente circuito eléctrico.

La salida se activa sólo cuando todas las entradas están activadas

Existen dos símbolos para representar la puerta AND.
El normalizado es el de la izquierda, aunque el de la derecha lo podéis encontrar
también en libros y webs.



Tecnología 4º. Página 3

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Puerta OR
La señal de salida se activa si se enciende cualquiera de las señales de entrada.
Equivale a la suma lógica S = A + B y se corresponde con la siguiente tabla de la
verdad (para tres entradas) y al siguiente circuito eléctrico:

La salida se activa cuando cualquiera de las entradas está activada

La puerta OR se representa mediante estos dos símbolos (el de la izquierda es el
normalizado):



Tecnología 4º. Página 4

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Puerta NOT
La señal de salida se activa al apagarse la de entrada. Es la inversa.
Equivale a la negación o inversión S = A' y se corresponde con la siguiente tabla de
la verdad (para una entrada) y al siguiente circuito eléctrico:

La salida es la inversa de la entrada

La puerta NOT se representa mediante estos dos símbolos (el de la izquierda es el
normalizado).
Recuerda que A' se puede representar también mediante una barra encima de la A



Tecnología 4º. Página 5

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Puerta NAND
La señal de salida se activa siempre que no se activen todas las de entrada. Equivale a
combinar una puerta AND y una NOT.
Equivale al inverso del producto lógico S = (AB)' y se corresponde con la siguiente
tabla de la verdad y al siguiente circuito eléctrico:

La señal de salida se activa siempre que no se activen todas las de entrada

La puerta NAND se representa mediante estos dos símbolos (el de la izquierda es el
normalizado). Es una de las puertas más fáciles de encontrar y de uso más común:



Tecnología 4º. Página 6

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Puerta NOR
La señal de salida se activa cuando todas las señales de entrada están inactivas.
Equivale a combinar una puerta OR y una NOT.
Equivale al inverso de la suma lógica S = (A+B)' y se corresponde con la siguiente
tabla de la verdad y al siguiente circuito eléctrico:

La señal de salida se activa cuando todas las señales de entrada están inactivas.

La puerta NOR se representa mediante estos dos símbolos (el de la izquierda es el
normalizado). Es una de las puertas más fáciles de encontrar y de uso más común:



Tecnología 4º. Página 7

6

Puertas Lógicas

Contenidos

2. Implementación de una función lógica con puertas

básicas

Obtención del circuito
Una vez obtenida y simplificada la función que relaciona la salida con las entradas en
un sistema electrónico, dicha función puede implementarse, es decir, llevarse a la
práctica, mediante un circuito de puertas lógicas básicas.

La simplificación de la función es importante porque nos ahorra el uso de puertas
lógicas.

Procedimiento:

1. Dibuja las entradas y añade puertas NOT para negar las variables necesarias
2. Realiza las multiplicaciones mediante puertas AND
3. Realiza las sumas mediante puertas OR

Ejemplo: Obtención del circuito de la función S = A' B' C + A B' C'

Comenzamos por dibujar las tres entradas, A, B y C, y situar al lado de ellas tres
puertas NOT que nos permitan obtener las funciones negadas A', B', C'.

Para obtener A' B' C multiplicamos las variables mediante puertas AND

Tecnología 4º. Página 8

6

Puertas Lógicas

Hacemos lo mismo para obtener el producto A B' C' mediante puertas AND

Mediante una puerta OR sumamos A B' C' y A' B' C, obteniendo la función S.

Tecnología 4º. Página 9

6

Puertas Lógicas

Contenidos

3. Obtención de la tabla de la verdad de un circuito

ya diseñado

Obtención de la tabla de la verdad
La tabla de la verdad, como hemos visto, sirve para obtener la función lógica y con
ella poder diseñar el circuito electrónico. Pero es frecuente lo contrario, que nos den el
circuito electrónico ya diseñado y que necesitemos obtener su tabla de la verdad para
comprender su funcionamiento.

Supongamos que nos piden la tabla de la verdad en el siguiente circuito con dos
entradas A y B:

Primer método:
Debemos ir siguiendo el recorrido del circuito y obteniendo la función en cada cable
hasta llegar a la salida S. Sabiendo ya la función de salida, podemos obtener la tabla
de la verdad, tal y como estudiamos en el tema anterior (4c).

Tecnología 4º. Página 10

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Segundo método:
Podemos obtener la tabla de verdad a partir de la simple observación del
comportamiento del circuito.
Necesitamos construir el circuito en un simulador. Luego vamos accionando los
interruptores buscando todas las combinaciones de la tabla de verdad (Sin pulsar = 0,
pulsado = 1)

A

0

0

1

1

B

0

1

0

1

S

1

0

1

1

Procedimiento:

• Método 1: Recorrer el circuito obteniendo la función en cada cable, hasta

llegar a la función final.

• Método 2: Utilizar un simulador para ver el estado de la salida según las

diferentes combinaciones.

Tecnología 4º. Página 11

6

Puertas Lógicas

Contenidos

4.Análisis de un sistema electrónico mediante

bloques

Entrada, proceso y salida

Todo lo que hemos aprendido nos sirve para poder diseñar con facilidad cualquier
sistema electrónico; por muy complejo que éste sea, siempre lo vamos a poder
reducir a tres bloques:

• Primer bloque de entrada, formado por las variables que ponen en marcha o

detienen el sistema.

• Segundo bloque de proceso, en el que el sistema genera una respuesta a partir

de los datos de las variables de entrada.

• Tercer bloque de salida, mediante el que el sistema actúa y realiza la función

que tenga que hacer.

El bloque de proceso estará formado por las puertas lógicas que relacionan las
entradas con las salidas, es decir, que permiten que se cumpla la tabla de la verdad.

La forma de diseñar el sistema electrónico es tener claras cuántas y cuáles son las
señales de entrada del sistema, cuál es la señal de salida, y a continuación, por medio
de la tabla de la verdad, obtener la función lógica que nos permite diseñar el bloque
de proceso, el cual constará de las puertas lógicas que permitan implementar esa
función.

Tecnología 4º. Página 12

6

Puertas Lógicas

Contenidos

Ejemplo de diseño
Supongamos la siguiente situación que deseamos resolver. Debemos identificar las
entradas y salidas del sistema para poder obtener un circuito lógico que se se ajuste a
las especificaciones marcadas.

Un sistema de aire acondicionado se puede poner en marcha mediante un interruptor
(A) manual.
Se encenderá de forma automática, aunque el interruptor está apagado, cuando un
termostato (B) detecte que la temperatura exterior pasa de 30 ºC.
Existe también un detector (C) que desconecta el sistema, incluso estando el
interruptor encendido, cuando la ventana está abierta.
Diseña el sistema electrónico que permite el control del aire acondicionado.

Necesitamos determinar en primer lugar los bloques de entrada y salida
Entradas:
A: Interruptor manual. 0 = apagado, 1 = encendido
B: Termostato. 0 si T < 30ºC, 1 si T > 30ºC
C: Detector. 0 = ventanas cerradas, 1 = ventanas abiertas

Salida: S Será la puesta en marcha o el apagado del sistema de aire acondicionado

Una vez determinadas las entradas y las salidas, tenemos
que obtener la tabla