COMPARADOR DIGITAL DE 3 BITS CON COMPUERTAS Y DISPLAYS | D&R TUTORIALES

D&R Tutoriales

16 Nov 202011:28

Summary

TLDREn este video, se explica cómo crear un comparador digital de dos números de tres bits usando compuertas lógicas básicas (AND, OR, NOT) y circuitos 74LS48 para mostrar los resultados en displays de siete segmentos. Se aborda el diseño del circuito paso a paso, desde la tabla de verdad hasta la implementación en Proteus, destacando la simplificación de funciones booleanas para optimizar el diseño. Además, se muestra cómo organizar el circuito de manera ordenada utilizando subcircuitos. El video finaliza con la prueba del circuito y una demostración de su funcionamiento.

Takeaways

🔧 El video enseña cómo realizar un comparador digital de dos números de tres bits cada uno utilizando compuertas lógicas básicas (AND, OR, NOT).
📦 Aunque existen circuitos integrados como el 74HS85 que realizan la función de comparar números de 4 bits, el video muestra cómo hacerlo manualmente.
📊 Se utiliza la tabla de verdad de un comparador de dos números de un bit para explicar cómo funcionan las comparaciones y cómo derivar las funciones booleanas.
📝 Las expresiones booleanas para un comparador de tres bits son largas, pero pueden simplificarse usando compuertas XOR y álgebra booleana.
⚙️ Para simplificar el diseño, una de las tres funciones booleanas se puede derivar como la suma negada de las otras dos, reduciendo así la complejidad del circuito.
🖥️ El circuito se muestra en Proteus, donde se organizó mediante un subsistema para mayor orden y claridad.
💡 El video detalla cómo conectar las entradas y salidas en Proteus, así como cómo utilizar el circuito integrado 74LS48 para decodificar y mostrar los números en displays de siete segmentos.
🧩 El comparador final cuenta con tres LEDs que indican si el primer número es mayor, menor o igual al segundo número.
🛠️ Se utiliza la técnica de hacer el diseño más limpio y manejable mediante compuertas con más de dos entradas en lugar de las tradicionales de dos entradas.
🎥 El video concluye con una demostración del circuito en acción, mostrando cómo cambia el estado de los LEDs y los displays al modificar las entradas.

Q & A

¿Qué tipo de circuito se presenta en el video?
-Se presenta un comparador digital de dos números de tres bits cada uno.
¿Cuál es la función principal de un comparador digital?
-La función principal de un comparador digital es comparar dos magnitudes de entradas diferentes y determinar la relación entre ellas, es decir, si una es mayor, menor o igual que la otra.
¿Qué componentes básicos se utilizan para construir el comparador en el video?
-Se utilizan compuertas lógicas AND, OR y NOT, además de circuitos 74LS48, que son decodificadores para displays de siete segmentos.
¿Por qué se decide utilizar displays de siete segmentos en el circuito?
-Se utilizan displays de siete segmentos para visualizar el valor decimal de los números que se están comparando, además del uso de LEDs para mostrar el resultado de la comparación.
¿Cuál es la ventaja de simplificar las funciones booleanas en el diseño del circuito?
-La simplificación de las funciones booleanas reduce la complejidad del circuito, disminuye el número de componentes necesarios y ahorra espacio, lo cual es útil si se arma el circuito físicamente.
¿Cómo se implementa la tabla de verdad para un comparador de tres bits?
-Se implementa utilizando la suma de productos, listando todos los valores donde la salida es 1 y formando la expresión correspondiente con compuertas lógicas.
¿Qué se hace para manejar la complejidad de las funciones largas en el circuito?
-Se elige una de las funciones largas, como la que determina si A es igual a B, y se reemplaza por la suma negada de las otras dos funciones (A mayor que B y A menor que B) para simplificar el circuito.
¿Cómo se conectan las entradas y salidas en el circuito mostrado en el video?
-Las entradas y salidas se colocan en un subsistema del circuito principal, y se conectan usando nombres que coinciden en ambos sistemas para mantener el diseño ordenado.
¿Cuál es la importancia de conectar la cuarta entrada de los decodificadores 74LS48 a tierra?
-Es importante conectar la cuarta entrada a tierra porque el circuito solo utiliza números de tres bits, y al hacerlo, el decodificador detecta esa entrada como un 0.
¿Qué resultado se obtiene cuando se ingresan los valores máximos para A y B en el circuito?
-Cuando se ingresan los valores máximos para A y B (por ejemplo, 7 en ambos casos), el LED que indica que A es igual a B se enciende, y los displays muestran el número 7.

Outlines

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😀 Introducción al comparador digital de tres bits

El primer párrafo presenta un tutorial sobre cómo construir un comparador digital de tres bits utilizando compuertas lógicas básicas como AND, OR y NOT. Se menciona que existen circuitos integrados como el 74HC85 que realizan esta función para números de cuatro bits, pero el enfoque de este video es mostrar cómo hacerlo desde cero. También se habla de los decodificadores 74LS48 para displays de siete segmentos y cómo se utilizarán para mostrar el resultado decimal de la comparación de dos números.

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📚 Comprensión de la función de un comparador y su tabla de verdad

Este párrafo se enfoca en la explicación teórica del comparador, comenzando con el ejemplo de un comparador de un solo bit y su tabla de verdad. Luego, se pasa al comparador de tres bits, mostrando su tabla de verdad y las expresiones booleanas resultantes para las salidas 'es igual a', 'es mayor que' y 'es menor que'. Se discute la simplificación de las expresiones utilizando algebra de Boole y se menciona la opción de cambiar una función compleja por una suma negada de las otras dos para simplificar el circuito físico.

10:03

🛠️ Construcción y prueba del circuito en Proteus

El tercer párrafo describe el proceso de construcción del circuito en el software Proteus. Se detalla cómo se configuran las entradas y salidas, y cómo se utilizan las compuertas AND de múltiples entradas para construir el circuito. También se muestra cómo se relacionan las entradas y salidas del circuito con los displays de siete segmentos y los LEDs para indicar la relación entre los números comparados. Finalmente, se ilustra cómo se prueba el circuito con diferentes entradas y se observan los resultados en los displays y LEDs.

🎬 Conclusión y llamado a la acción

El último párrafo concluye el video, animando a los espectadores a que dejen un like y se suscriban al canal para recibir más contenido similar. También se invita a los espectadores a dejar sus dudas o sugerencias en los comentarios, y se cierra con un saludo anticipando el próximo contenido.

Mindmap

Keywords

💡Comparador digital

Un comparador digital es un circuito que compara dos magnitudes de entrada y determina su relación. En el video, se enseña cómo construir un comparador de números de tres bits, que es un dispositivo importante en electrónica para determinar si un número es mayor, menor o igual que otro. El comparador es el núcleo del proyecto presentado.

💡Circuitos integrados

Los circuitos integrados son componentes electrónicos que contienen un gran número de circuitos electrónicos en un solo chip. En el script, se menciona el 74HC85 como un ejemplo de un comparador de cuatro bits, pero el video se centra en construir un comparador usando compuertas lógicas básicas.

💡Compuertas lógicas

Las compuertas lógicas son dispositivos electrónicos que realizan operaciones lógicas básicas como AND, OR y NOT. En el video, se utilizan compuertas AND, OR y NOT para construir el comparador digital, mostrando cómo se pueden combinar para lograr una función más compleja.

💡Decodificadores

Un decodificador es un circuito que convierte una entrada digital en una salida más baja de resolución. En el contexto del video, los decodificadores 74LS48 se utilizan para convertir la salida del comparador en un formato que puede ser mostrado en displays de siete segmentos.

💡Displays de siete segmentos

Los displays de siete segmentos son dispositivos que muestran números o letras mediante la iluminación de segmentos en una figura de '7'. En el video, se utilizan para visualizar el resultado decimal de la comparación de los números.

💡Suma de productos

La suma de productos es una técnica utilizada en la síntesis de circuitos lógicos para convertir una expresión algebráica en un circuito físico. En el video, se menciona el uso de esta técnica para simplificar las expresiones del comparador.

💡Álgebra de Boole

La álgebra de Boole es el estudio de las operaciones lógicas y es fundamental en la teoría de la información y la ingeniería de circuitos. En el script, se utiliza para simplificar las expresiones del comparador digital, lo que ayuda a reducir la complejidad del circuito.

💡LEDs

Los LEDs, o diodos emisores de luz, son componentes que emiten luz cuando se les pasa una corriente eléctrica. En el video, se utilizan LEDs para indicar la relación entre los números comparados, como 'a es igual a b', 'a es mayor que b' o 'a es menor que b'.

💡Proteus

Proteus es un software de simulación de circuitos que permite a los diseñadores visualizar y probar sus diseños antes de construirlos físicamente. En el video, se utiliza Proteus para mostrar el diseño y la simulación del circuito del comparador digital.

💡Estados lógicos

Los estados lógicos son los valores básicos que pueden tener una señal o una entrada en un circuito lógico, generalmente 0 y 1. En el script, los estados lógicos se asignan a las entradas del comparador para simular diferentes condiciones de comparación.

Highlights

Tutorial de cómo realizar un comparador digital de dos números de tres bits cada uno.

Comparación con circuitos integrados como el 74HC85, que son para comparadores de cuatro bits.

Uso de compuertas lógicas básicas AND/OR/NOT para construir el comparador.

Apoio en circuitos 74LS48, decodificadores para displays de siete segmentos.

Visualización del resultado de la comparación en LEDs y su valor decimal en displays.

Explicación de la función de un comparador y su tabla de verdad para un bit.

Desarrollo de la tabla de verdad para un comparador de tres bits.

Obtención de expresiones para las salidas del comparador utilizando la suma de productos.

Simplificación de las funciones con álgebra de Boole para facilitar la construcción del circuito.

Estrategia de cambiar una función por una suma negada de las otras para optimizar el circuito.

Visualización del circuito en Proteus y explicación de su organización.

Uso de compuertas NOT para obtener las salidas negadas del comparador.

Construcción del circuito con compuertas AND/OR de múltiples entradas para no hacer el diseño demasiado grande.

Conexión de las entradas y salidas del circuito con su correspondiente nombre para una mejor organización.

Procedimiento para probar el circuito y visualizar los resultados en los displays y LEDs.

Observación de cómo el circuito maneja diferentes casos de comparación y muestra los resultados.

Importancia de enviar la entrada de cuatro bits a tierra para su correcta interpretación como 0.

Conclusión del tutorial y llamado a like y suscribirse para más contenido.