Arias Cuesta Jean Pierre

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1 
 UNIVERSIDAD ESTATAL DEL SUR DE MANABI 
FACULTAD DE CIENCIAS TECNICAS 
CARRERA DE TECNOLOGIAS DE LA INFORMACION 
 
PROYECTO DE TITULACIÓN PREVIO A LA 
OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE 
 
INGENIERO EN TECNOLOGÍAS DE LA INFORMACIÓN 
 
 
TEMA 
IMPLEMENTACIÓN DE CIRCUITOS LÓGICOS COMBINATORIO 
PARA APLICACIONES PRÁCTICAS DE SISTEMA DIGITALES 
 EN EL LABORATORIO DE ROBÓTICA 
 
AUTOR 
JEAN PIERRE ARIAS CUESTA 
 
TUTOR 
ING. KLEBER GERMINIANO MARCILLO PARRALES, MG. 
 
JIPIJAPA – MANABI – ECUADOR 
PORTADA 
2024 
 
 
ii 
 
 
 
 
iii 
 
 
 
 
iv 
 
 
 
v 
 
 
 
 
vi 
 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
Dedico esta tesis principalmente a nuestro Dios, quien hizo todo esto posible 
guiándome en cada paso y permitiéndome cumplir esta meta en mi vida. 
A mi hermana que sé que desde el cielo me cuidan y me apoya y me guían por el 
buen camino y me dan fuerza para cumplir cada meta que me propongo ella siempre será 
mi vida. 
Y mis padres que siempre estuvieron apoyándome para seguir adelante. 
A mis hermanos que me han dado apoyo incondicional, por estar siempre presente 
en cada momento 
 
 
 
 
 
 Jean Pierre Arias Cuesta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
vii 
 
 
 
AGRADECIMIENTO 
 
Principalmente agradezco a Dios por cumplir mis metas y mis sueños. 
A mis padres por el apoyándome incondicionalmente, y por ayudarme a cumplir 
unos de mis objetivos. 
A mi ángel que en el cielo me cuidad y me guía en cada paso que doy. 
También agradecer a cada uno de mis profesores por compartirme sus 
conocimientos que serán muy valiosos en mi etapa profesional. A mi tutor de tesis por 
orientarme, transmitirme sus conocimientos y experiencias para poder desarrollar mi 
proyecto de tesis 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Jean Pierre Arias Cuesta 
 
 
 
 
 
 
viii 
 
ÍNDICE GENERAL 
PORTADA ....................................................................................................................... i 
APROBACIÓN DEL TUTOR ...................................................................................... ii 
APROBACIÓN TRIBUNAL ........................................................................................ iii 
DECLARACIÓN DE AUTORÍA ................................................................................ iv 
RENUNCIA DE DERECHOS ...................................................................................... vi 
DEDICATORIA ............................................................................................................ vi 
AGRADECIMIENTO .................................................................................................. vii 
CERTIFICACIÓN DE ANTI PLAGIÓ .................................................................... xvi 
CERTIFICADO DE REVISIÓN Y APROBACIÓN DEL ABSTRACT .............. xvii 
RESUMEN ................................................................................................................... xvi 
ABSTRACT ................................................................................................................ xvii 
Titulo ................................................................................................................................ 1 
CAPITULO I. ASPECTOS GENERALES .................................................................. 2 
1.1 Introducción ................................................................................................................. 2 
1.2 Planteamiento del problema científico ...................................................................... 4 
1.3 Formulación del problema ......................................................................................... 5 
1.4 Definición del objeto.................................................................................................... 5 
1.5 Objetivos ...................................................................................................................... 6 
1.5.1 Objetivo General. ................................................................................................ 6 
1.5.2 Objetivos específicos. .......................................................................................... 6 
1.6 Hipótesis ....................................................................................................................... 7 
1.7 Definición de variables ................................................................................................ 7 
1.7.1 Variable Independiente. ...................................................................................... 7 
1.7.2 Variable Dependiente. ......................................................................................... 7 
1.8 Justificación ................................................................................................................. 8 
CAPITULO II. MARCO TEÓRICO ........................................................................... 9 
2.1. Antecedentes investigativos ........................................................................................ 9 
2.2. Fundamentación teórica ........................................................................................... 19 
2.2.1. Circuito lógico .................................................................................................... 19 
2.2.2. Clasificación de los circuitos lógicos ................................................................ 19 
2.2.2.1. Circuitos Combinacionales. .......................................................................... 19 
2.2.2.2. Circuitos Secuenciales. .................................................................................. 20 
2.2.3. Construcción circuitos lógicos .......................................................................... 20 
2.2.4. Tipos de circuitos ............................................................................................... 21 
 
ix 
 
2.2.4.1. Circuito en serie. ............................................................................................ 21 
2.2.4.2. Circuito paralelo. ........................................................................................... 22 
2.2.4.3. Circuito mixto. ............................................................................................... 22 
2.2.5. Arreglos lógicos combinables. .......................................................................... 23 
2.2.6. Operaciones lógicas en arreglos lógicos combinables. ................................... 24 
2.2.6.1. Operación AND (Y lógica) ............................................................................ 24 
2.2.6.2. Operación OR (O lógica). ............................................................................. 24 
2.2.6.3. Operación NOT (NO lógica). ........................................................................ 25 
2.2.6.4. Operación XOR (O-EXCLUSIVA). ............................................................ 25 
2.2.7. Aplicación de circuito lógicos combinacionales. ............................................. 26 
2.2.8. Prácticas de sistemas digitales. ......................................................................... 30 
2.3. Marco conceptual ...................................................................................................... 34 
2.4. Bases legales, normativas y estándares .................................................................... 37 
2.4.1. Bases legales ....................................................................................................... 37 
2.4.2. Estándares .......................................................................................................... 37 
2.4.3. Normativas .........................................................................................................38 
CAPÍTULO III. MARCO METODOLÓGICO ........................................................ 39 
3.1 Tipo de investigación ................................................................................................. 39 
3.2 Métodos ...................................................................................................................... 39 
3.21 Técnica ....................................................................................................................... 40 
3.3 Población y muestra .................................................................................................. 41 
3.3.1 Muestra .................................................................................................................. 41 
3.4 Análisis e interpretación de los resultados .............................................................. 43 
3.4.1 Encuesta ............................................................................................................. 43 
3.4.2 3.6.2 Entrevista .................................................................................................. 50 
Capítulo IV: Implementación de un módulo circuitos lógicos combinatorios dentro 
del laboratorio de robótica de la Carrera Tecnología de la información ................ 52 
4.1 Análisis situacional .................................................................................................... 52 
4.2 Diagnóstico ................................................................................................................. 53 
4.3 Factibilidad ................................................................................................................ 55 
4.3.1 Factibilidad operativa. ...................................................................................... 56 
4.3.2 Factibilidad tecnológica. ................................................................................... 56 
4.3.3 Factibilidad económica. .................................................................................... 57 
4.4 Desarrollo ................................................................................................................... 58 
4.4.1 Estudio de necesidades y Análisis de Requerimientos. .................................. 58 
4.4.1.1 Compuerta not 7404. ..................................................................................... 58 
 
x 
 
4.4.1.2 Compuerta or 7432. ....................................................................................... 58 
4.4.1.3 Compuerta xor 7486. ..................................................................................... 59 
4.4.1.4 Compuerta Nor 7402. .................................................................................... 60 
4.4.1.5 Compuerta and 7408. .................................................................................... 60 
4.4.1.6 Compuerta nand 7400. .................................................................................. 61 
4.4.1.7 Compuerta xnor 74266 ................................................................................. 61 
4.4.1.8 binary adder 7483. ......................................................................................... 62 
4.4.1.9 Flip-Flop D 7474 ............................................................................................ 62 
4.4.1.10 Flip-Flop JK 7476 .......................................................................................... 63 
4.4.1.11 Bcd-7 segment decoder 7447 ........................................................................ 63 
4.4.1.12 Eprom memory 8kx8 .................................................................................... 64 
4.4.1.13 8 Bit shift register 74164 ............................................................................... 65 
4.4.1.14 BCD Counter 7490 ........................................................................................ 65 
4.4.1.15 Display 7 segmentos ...................................................................................... 66 
4.4.1.16 Output 8 bit .................................................................................................... 67 
4.4.1.17 Variable clock ................................................................................................ 67 
4.4.1.18 Protoboard ..................................................................................................... 68 
4.4.1.19 Power Supply 5V DC .................................................................................... 68 
5.1.1.20 Cable de cobre ............................................................................................... 69 
4.1.2 Diseño de la solución Tecnológica .................................................................... 70 
4.1.3 Prototipado ........................................................................................................ 71 
4.1.4 Simulación, pruebas y evaluación .................................................................... 73 
4.1.5 Implementación ................................................................................................. 74 
4.1.6 Manual de circuito lógico combinatorio para aplicaciones prácticas de 
sistema digitales ................................................................................................................. 75 
4.1.7 Manual de circuito lógico combinatorio para aplicaciones prácticas de 
sistema digitales en el laboratorio de robótica ................................................................ 76 
Diseño N° 1 ..................................................................................................................... 76 
4.1.7.1 Diseño N° 2 ..................................................................................................... 78 
4.1.7.2 Diseño N° 3 ..................................................................................................... 79 
4.1.7.3 Diseño N° 4 ..................................................................................................... 80 
4.1.7.4 Diseño N° 5 ..................................................................................................... 81 
4.1.7.5 Diseño N° 6 ..................................................................................................... 83 
4.1.7.6 Diseño N° 7 ..................................................................................................... 84 
4.1.7.7 Diseño N° 8 ..................................................................................................... 85 
4.1.7.8 Diseño N°9 ...................................................................................................... 86 
 
xi 
 
4.1.1.1 Diseño N° 10 ................................................................................................... 88 
4.1.1.2 Diseño N° 11 ................................................................................................... 89 
4.1.1.1 Diseño N° 12 ................................................................................................... 90 
4.1.1.2 Diseño N° 13 ................................................................................................... 91 
CAPÍTULO V: ASPECTOS ADMINISTRATIVOS ................................................ 93 
5.1 Presupuesto/Recursos: Humanos, Materiales, Financieros ................................... 93 
5.2 Cronograma de Actividades. Diagrama de Gantt .................................................. 94 
5.3 Conclusiones .............................................................................................................. 95 
5.4 Recomendaciones ...................................................................................................... 96 
Bibliografía .................................................................................................................... 97 
ANEXOS .....................................................................................................................103 
 
 
 
xii 
 
ÍNDICE DE TABLA 
Tabla 1. Conocimiento sobre los circuitos lógicos combinatorios ................................ 43 
Tabla 2. Conocimiento sobre diseñar circuitos lógicos combinatorios ......................... 44 
Tabla 3. Experimentación sobre diseño de circuitos lógicos combinatorios. ................ 45 
Tabla 4. Preferencia de circuitos lógicos ....................................................................... 46 
Tabla 5. Falta de circuitos lógicos combinatorios dentro del laboratorio de robótica. .. 47 
Tabla 6. Implementación de un módulo con circuito lógico combinatorios ................. 48 
Tabla 7. La implementación de circuitos lógicos combinatorios en el laboratorio de 
robótica mejoraría el aprendizaje ................................................................................... 49 
Tabla 8. Matriz FODA ................................................................................................... 53 
Tabla 9. Factibilidad económica (requerimientos) ........................................................ 57 
Tabla 11. Especificaciones Compuerta not 7404 .......................................................... 58 
Tabla 12. Especificaciones Compuerta or 7432. ........................................................... 59 
Tabla 13. Especificaciones Compuerta xor 7486. ......................................................... 59 
Tabla 14. Especificaciones Compuerta Nor 7402. ........................................................ 60 
Tabla 15. Especificaciones Compuerta and 7408. ......................................................... 60 
Tabla 16. Especificaciones Compuerta nand 7400 ........................................................ 61 
Tabla 17. Especificaciones Compuerta xnor 74266 ...................................................... 61 
Tabla 18. Especificaciones Binary Adder 7483 ............................................................ 62 
Tabla 19. Especificaciones Flip-Flop D 7474 ............................................................... 62 
Tabla 20. Especificaciones Flip-Flop JK 7476 .............................................................. 63 
Tabla 21. Especificaciones Bcd-7 segment decoder 7447............................................. 63 
Tabla 22. Especificaciones Eprom Memory 8kx8 ......................................................... 64 
Tabla 23. Especificaciones 8 Bit shift register 74164. .................................................. 65 
Tabla 24. Especificaciones BCD Counter 7490. ........................................................... 65 
Tabla 25. Display 7 segmentos. ..................................................................................... 66 
Tabla 26. Output 8 bit. ................................................................................................... 67 
Tabla 27. Variable clock. ............................................................................................... 68 
Tabla 28. Protoboard ..................................................................................................... 68 
Tabla 29. Power Supply 5V DC .................................................................................... 69 
Tabla 30. Cable de cobre ............................................................................................... 69 
Tabla 31. Combinaciones N°1 ....................................................................................... 76 
Tabla 32. Combinaciones N°2 ....................................................................................... 78 
Tabla 33. Combinaciones N°3 ....................................................................................... 79 
Tabla 34. Presupuesto Económico ................................................................................. 93 
 
 
 
 
 
 
 
 
xiii 
 
ÍNDICE DE ILUSTRACIONES 
Ilustración 1. Diagrama de un circuito lógico Combinacional .................................................. 19 
Ilustración 2. Diagrama de un circuito lógico Secuencial ......................................................... 20 
Ilustración 3. Circuito en Serie .................................................................................................. 21 
Ilustración 4. Circuito en paralelo ............................................................................................. 22 
Ilustración 5. Circuito mixto ...................................................................................................... 23 
Ilustración 6. Tabla de verdad And ............................................................................................ 24 
Ilustración 7.Tabla de verdad Or ............................................................................................... 25 
Ilustración 8.Tabla de verdad Not ............................................................................................. 25 
Ilustración 9. Tabla de verdad Xor ............................................................................................ 26 
Ilustración 10. Decodificador vs Codificador ............................................................................ 26 
Ilustración 11.Esquema Multiplexos Vs Demultiplexor ............................................................ 27 
Ilustración 12. Sumadores y Restadores .................................................................................... 27 
Ilustración 13. Comparador ....................................................................................................... 27 
Ilustración 14. Generador de paridad ......................................................................................... 28 
Ilustración 15. Decodificador de display 7 segmentos .............................................................. 28 
Ilustración 16. Controlador de memoria .................................................................................... 28 
Ilustración 17. Esquema de Sistema de seguridad ..................................................................... 29 
Ilustración 18. Procesador de señales digitales .......................................................................... 29 
Ilustración 19. Esquema de automatizacion industrial .............................................................. 29 
Ilustración 20. Diseño de circuito lógicos combinacionales ...................................................... 30 
Ilustración 21. Simulacion de arduino ....................................................................................... 30 
Ilustración 22. Programacion de FFGA ..................................................................................... 31 
Ilustración 23. Diseño de circuito secuencial ............................................................................ 31 
Ilustración 24. Proyecto final de control digital equilibrador .................................................... 31 
Ilustración 25. Laboratorio de electrónica digital ...................................................................... 32 
Ilustración 26. Circuito en protoboard ....................................................................................... 32 
Ilustración 27. Problemas lógicos de electrónica digital ........................................................... 33 
Ilustración 28. Proyectos de Display de 7 Segmentos ............................................................... 33 
Ilustración 29. Esquema de Contadores y Temporizadores ....................................................... 33 
Ilustración 30. Compuerta not 7404. ......................................................................................... 58 
Ilustración 31. Compuerta or 7432. ........................................................................................... 58 
Ilustración 32.Compuerta xor 7486. .......................................................................................... 59 
Ilustración 33. Compuerta Nor 7402. ........................................................................................60 
Ilustración 34. Compuerta and 7408. ......................................................................................... 60 
Ilustración 35. Compuerta nand 7400 ........................................................................................ 61 
Ilustración 36. Compuerta xnor 74266 ...................................................................................... 61 
Ilustración 37. Binary Adder 7483. ........................................................................................... 62 
Ilustración 38. Flip-Flop D 7474 ............................................................................................... 62 
Ilustración 39. Flip-Flop JK 7476 .............................................................................................. 63 
Ilustración 40. Bcd-7 segmento decoder 7447 ........................................................................... 63 
Ilustración 41. Eprom memory 8kx8 ......................................................................................... 64 
Ilustración 42. 8 Bit shift register 74164 ................................................................................... 65 
Ilustración 43. BCD Counter 7490 ............................................................................................ 65 
Ilustración 44. Display 7 segmentos .......................................................................................... 66 
Ilustración 45.Output 8 bit ......................................................................................................... 67 
Ilustración 46. Variable clock .................................................................................................... 67 
 
xiv 
 
Ilustración 47. Protoboard ......................................................................................................... 68 
Ilustración 48. Power Supply 5V DC ........................................................................................ 68 
Ilustración 49. Cable de cobre ................................................................................................... 69 
Ilustración 50. Esquema de Diseño de la solución tecnológica. ................................................ 70 
Ilustración 61. Impresión del módulo. ...................................................................................... 71 
Ilustración 62. Instalación de las compuertas lógicas ................................................................ 71 
Ilustración 63. Instalación de la memoria EPROM 8Kx8 ......................................................... 72 
Ilustración 64. Colocación de display 7 segmentos ................................................................... 72 
Ilustración 65. Ubicación del Power Supply 5V DC ................................................................. 73 
Ilustración 66. Configuración del módulo de circuito lógico combinatorio .............................. 73 
Ilustración 67. Evaluación y detección de fallos del modulo .................................................... 74 
Ilustración 68. Implementación del módulo dentro del laboratorio de robótica ........................ 74 
Ilustración 51. Esquema del Circuito eléctrico n° 1 .................................................................. 76 
Ilustración 52. Esquema del Circuito eléctrico n° 2 .................................................................. 77 
Ilustración 53. Esquema del Circuito eléctrico n° 2 .................................................................. 78 
Ilustración 54. Esquema del Circuito eléctrico n° 3 .................................................................. 79 
Ilustración 55. Esquema del Circuito eléctrico n° 4 .................................................................. 81 
Ilustración 56. Esquema del Circuito eléctrico n° 5 .................................................................. 82 
Ilustración 57. Esquema del Circuito eléctrico n° 6 .................................................................. 83 
Ilustración 58. Esquema del Circuito eléctrico n° 7 .................................................................. 85 
Ilustración 59. Esquema del Circuito eléctrico n° 8 .................................................................. 86 
Ilustración 60. Esquema del Circuito eléctrico n° 9 .................................................................. 87 
Ilustración 61. Esquema del Circuito electrónico n ° 10………………………………..……108 
Ilustración 62. Esquema del Circuito electrónico n ° 11……………………………..…………………………109 
Ilustración 63. Esquema del Circuito electrónico n ° 12…………..…………………………110 
Ilustración 64. Esquema del Circuito electrónico n ° 13…………..…………………………111 
Ilustración 69. Diagrama de Gantt ............................................................................................. 94 
Ilustración 70. Encuestas a los estudiantes de la Carrera de Tecnología de la Información ... 108 
Ilustración 71. Entrevistas a los docentes de la Carrera de Tecnología de la Información ..... 108 
Ilustración 72. Diagnóstico de las necesidades presentadas en el laboratorio de robótica. ..... 109 
Ilustración 73. Revisión del tutor sobre la documentación del proyecto de titulación ............ 109 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
xv 
 
 
TABLA DE GRÁFICOS 
Gráfico 1. Conocimiento sobre los circuitos lógicos combinatorios ............................. 43 
Gráfico 2. Conocimiento sobre diseñar circuitos lógicos combinatorios ...................... 44 
Gráfico 3. Ha realizados usted prácticas de experimentación sobre diseño de circuitos 
lógicos combinatorios ..................................................................................................... 45 
Gráfico 4. Preferencia de circuitos lógicos ................................................................... 46 
Gráfico 5. Falta de circuitos lógicos combinatorios dentro del laboratorio de robótica.47 
Gráfico 6. Implementación de un módulo con circuito lógico combinatorios. ............. 48 
Gráfico 7. La implementación de circuitos lógicos combinatorios en el laboratorio de 
robótica mejoraría el aprendizaje ................................................................................... 49 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
file:///C:/Users/HOME/Downloads/ARIAS%20CUESTA%20JEAN%20PIERRE%20%20(avance%204).docx%23_Toc153005037
file:///C:/Users/HOME/Downloads/ARIAS%20CUESTA%20JEAN%20PIERRE%20%20(avance%204).docx%23_Toc153005037
 
xvi 
 
RESUMEN 
El presente proyecto de investigación aborda la problemática existente en el 
laboratorio de robótica de la Carrera Tecnología de la Información, donde se identifica 
una carencia de recursos y equipos, especialmente la ausencia de un módulo dedicado a 
circuitos lógicos combinatorios. De este modo, el problema se traduce en obstáculos 
significativos para los estudiantes al ejecutar experimentos y construir circuitos 
complejos, afectando negativamente su experiencia de aprendizaje y limitando la 
aplicación práctica de conocimientos teóricos en sistemas digitales. Por este motivo, el 
objetivo principal de este trabajo es la implementación del mencionado módulo para 
proporcionar a los estudiantes oportunidades de aprendizaje práctico en el diseño, 
simulación, construcción y pruebas de circuitos lógicos combinatorios. La metodología 
empleada se basa en un enfoque mixto, combinando métodos cualitativos y cuantitativos 
a través de observación directa, encuestas dirigidas a estudiantes y entrevistas al personal 
docente. Por lo tanto, el resultado esperado es mejorar el desarrollo de habilidades 
prácticas, la comprensión de aplicaciones prácticas de sistemas digitales y cerrar la brecha 
entre la teoría y la práctica. Las conclusiones resaltan la importancia de la implementación 
para preparar a los estudiantes en la resolución de problemas reales y adaptar sus 
conocimientos a situaciones prácticas en el campo tecnológico. En síntesis,este proyecto 
propone una solución integral respaldada por una metodología robusta y la colaboración 
institucional, contribuyendo al desarrollo de profesionales capacitados en STEM (ciencia, 
tecnología, ingeniería y matemáticas); de esta manera promoviendo el avance tecnológico 
en el ámbito de la Carrera Tecnología de la Información. 
Palabras claves: Circuito, Enseñanza, Innovación, Sistemas digitales, 
Tecnologías de la Información. 
 
 
 
 
 
 
 
 
xvii 
 
 
ABSTRACT 
This research project addresses the existing problems in the robotics laboratory of 
the Information Technology Degree, where a lack of resources and equipment is 
identified, especially the absence of a module dedicated to combinatorial logic circuits. 
Thus, the problem results in significant obstacles for students when running experiments 
and building complex circuits, negatively affecting their learning experience and limiting 
the practical application of theoretical knowledge in digital systems.For this reason, the 
main objective of this work is the implementation of the aforementioned module to 
provide students with practical learning opportunities in the design, simulation, 
construction and testing of combinatorial logic circuits. The methodology used is based 
on a mixed approach, combining qualitative and quantitative methods through direct 
observation, surveys directed at students and interviews with teaching staff. Therefore, 
the expected outcome is to improve the development of practical skills, understanding of 
ractical applications of digital systems and closing the gap between theory and practice. 
The conclusions highlight the importance of implementation to prepare students to solve 
real problems and adapt their knowledge to practical situations in the technological field. 
In summary, this project proposes a comprehensive solution supported by a robust 
methodology and institutional collaboration, contributing to the development of 
professionals trained in STEM (science, technology, engineering and mathematics); in 
this way promoting technological advancement in the field of the Information 
Technology Career. 
Keywords: Circuit, Teaching, Innovation, Digital Systems, Information 
Technologies. 
 
 
 
-1- 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Titulo 
Implementación de Circuitos Lógicos Combinatorio para Aplicaciones Prácticas 
de Sistemas Digitales en el Laboratorio de Robótica. 
 
 
-2- 
 
CAPITULO I. ASPECTOS GENERALES 
1.1 Introducción 
La relevancia de los circuitos lógicos combinatorios en las aplicaciones prácticas 
de sistemas digitales no se limita a una región o país en particular, sino que tiene un 
impacto global, estos circuitos son la columna vertebral de la electrónica moderna y 
desempeñan un papel fundamental en la mejora de la calidad de vida, el avance 
tecnológico y el progreso de la sociedad en todo el mundo. De la misma manera, los 
circuitos lógicos combinatorios son relevantes en Ecuador en diversas áreas, como las 
tecnologías de la información y comunicación, la educación, la industria, la energía y el 
sector del transporte. Además, su aplicación en sistemas digitales tiene un impacto 
significativo en la sociedad ecuatoriana, contribuyendo al desarrollo tecnológico, la 
mejora de la eficiencia y el avance en diversos sectores. 
En consecuencia, el presente proyecto de investigación tiene como objetivo la 
implementación de un módulo con circuitos lógicos combinatorio para aplicaciones 
prácticas de sistemas digitales en el laboratorio de robótica; de esta manera, nos permitirá 
brindar a los estudiantes la oportunidad de aprender y aplicar conocimientos prácticos 
sobre el diseño, simulación, construcción y pruebas de circuitos lógicos combinacionales 
en el contexto de sistemas digitales. Se espera que esta experiencia promueva el 
aprendizaje activo, el desarrollo de habilidades técnicas y la comprensión de las 
aplicaciones prácticas de estos circuitos en el campo de la robótica y la electrónica. 
Por otro lado, el proyecto de investigación se basa en metodología de enfoque 
mixto, debido a que permitirá obtener datos reales tanto a través de métodos cualitativos 
y cuantitativos; utilizando técnicas como la observación directa que permitirá recopilar 
datos objetivos y detallados sobre la falta de circuitos lógicos combinatorios; del mismo 
modo las encuestas dirigidas a los estudiantes de la Carrera de Ingeniería en Tecnología 
de la Información y por ultimo las entrevistas dirigidas al personal docente que imparte 
sus respectivas enseñanzas dentro del laboratorio de robótica. A continuación, se describe 
cada capítulo a abordar dentro del proyecto de titulación: 
Capítulo I, en este capítulo se describe los aspectos generales constituido por 
introducción, planteamiento del problema científico, formulación del problema, 
 
-3- 
 
definición del objeto, preguntas derivadas, hipótesis, definición de variables y 
justificación de la propuesta planteada. 
Capítulo II, en este capítulo se describe el marco teórico constituido por 
antecedentes investigativos de proyectos en lanzado al tema, fundamentación teórica, 
marco conceptual, bases legales, normativas y estándares para realizar el presente 
proyecto. 
Capítulo III, en este capítulo se describen el marco metodológico constituido por 
tipos de investigación, métodos, población, muestra y análisis e interpretación de los 
resultados. 
Capítulo IV, en este capítulo se plantea la propuesta del proyecto de investigación 
en la cual se lleva a cabo la implementación de circuitos lógicos combinatorio, en la cual 
se encuentra el estudio de necesidades y análisis de requerimientos; además, el diseño de 
la solución tecnológica, prototipo, simulación, pruebas, evaluación y por último la 
implementación. 
Capítulo V, en este capítulo se especifican los recursos empleados en la 
investigación, el presupuesto invertido y el cronograma, que detalla el tiempo en el que 
se desarrolló cada actividad del proyecto, y por último se presentan los hallazgos de la 
investigación a través de las conclusiones y recomendaciones del presente proyecto. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-4- 
 
1.2 Planteamiento del problema científico 
A nivel mundial, en el contexto educativo contemporáneo, existe una creciente 
demanda de profesionales capacitados en tecnología de la información y robótica debido 
al avance constante de la tecnología y su integración en diversas industrias; esta demanda 
refleja la necesidad de una formación sólida y práctica en áreas como la implementación 
de sistemas digitales, fundamental para el desarrollo de soluciones innovadoras en 
robótica y otros campos relacionados. Así mismo, en las instituciones educativas de 
Ecuador, los laboratorios de robótica desempeñan un papel fundamental en la formación 
e integración de la innovación tecnológica; debido a que, estos laboratorios proporcionan 
un entorno práctico donde los estudiantes pueden aplicar los conceptos teóricos 
aprendidos en el aula a través de proyectos y experimentos. 
Sin embargo, la carencia específica de circuitos lógicos combinatorios dentro del 
laboratorio de robótica de la Carrera Tecnología de la Información de la Universidad 
Estatal del Sur de Manabí, representa un problema concreto que afecta directamente la 
calidad de la formación ofrecida a los estudiantes. Dado que, estos circuitos son 
fundamentales para comprender y diseñar sistemas digitales; por lo cual, su ausencia 
limita la capacidad de los estudiantes para explorar u aplicar estos conceptos en proyectos 
prácticos de robótica. Esta limitación no solo compromete la adquisición de 
conocimientos prácticos, sino que también dificulta la capacidad de los estudiantes para 
enfrentar desafíos reales en el campo de la tecnología de la información. 
Por esta razón, según estudios en el campo de la ingeniería electrónica, se ha 
observado quela ineficiencia de circuitos combinatorios puede aumentar los costos de 
producción en un 20-30% y prolongar los plazos de entrega de proyectos en un 15-20%. 
Además, la falta de optimización en estos circuitos puede resultar en un desperdicio 
significativo de recursos, como espacio en el chip y consumo de energía. Estos problemas 
pueden tener un impacto negativo en la competitividad del laboratorio en la investigación 
y el desarrollo de tecnologías innovadoras. Por lo tanto, es crucial invertir en la 
implementación de circuitos combinatorios y en la formación de personal especializado 
para garantizar el éxito y la eficiencia en proyectos de electrónica dentro del laboratorio 
de robótica de la Carrera Tecnología de la Información. 
 
-5- 
 
1.3 Formulación del problema 
¿Qué aporte brindará la implementación de circuitos lógicos combinatorio para 
aplicaciones prácticas de sistema digitales en el laboratorio de robótica en la carrera de 
Tecnologías de información? 
1.4 Definición del objeto 
Tiene como objeto la implementación de circuitos lógicos combinatorio para 
aplicaciones prácticas de sistema digitales dentro del laboratorio de robótica; de esta 
manera implica el diseño y construcción de circuitos que realizan operaciones lógicas 
utilizando componentes electrónicos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-6- 
 
1.5 Objetivos 
1.5.1 Objetivo General. 
• Implementar circuitos lógicos combinatorios para aplicaciones prácticas de 
sistemas digitales en el laboratorio de robótica en la carrera Tecnología de la 
Información de la Universidad Estatal del Sur de Manabí. 
1.5.2 Objetivos específicos. 
• Analizar la situación actual sobre circuitos lógicos combinatorios dentro del 
laboratorio de robótica de la Carrera de Tecnología de la Información. 
• Determinar los requisitos técnicos necesarios para el desarrollo del módulo de 
circuitos lógicos combinatorios dentro del laboratorio de robótica de la Carrera de 
Tecnología de la Información 
• Diseñar los circuitos lógicos combinatorios para aplicaciones prácticas de 
sistemas digitales en el laboratorio de robótica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
-7- 
 
1.6 Hipótesis 
Con la implementación de los circuitos lógicos combinatorios mejorará 
positivamente el desarrollo de las aplicaciones prácticas de sistemas digitales en el 
laboratorio de robótica en la carrera de Tecnologías de información. 
1.7 Definición de variables 
1.7.1 Variable Independiente. 
Circuitos lógicos combinatorios. 
1.7.2 Variable Dependiente. 
Prácticas de sistemas digitales. 
 
-8- 
 
1.8 Justificación 
La implementación de circuitos lógicos combinatorios en el entorno académico 
no solo enriquece el aprendizaje teórico, sino que también brinda a los estudiantes una 
valiosa experiencia práctica en el diseño de sistemas digitales; por lo cual, al involucrarse 
en la selección de componentes, el diseño de circuitos, la simulación y la verificación, los 
estudiantes desarrollan habilidades cruciales para el diseño eficiente y funcional de 
sistemas digitales. De este modo, el presente trabajo de investigación les permite aplicar 
de manera concreta los conceptos teóricos aprendidos en el aula, consolidando su 
comprensión y proporcionándoles una perspectiva más completa del proceso de 
desarrollo de sistemas electrónicos. Además, al trabajar con circuitos lógicos 
combinatorios, los estudiantes se enfrentan a desafíos reales, fomentando la resolución de 
problemas y preparándolos para abordar proyectos más complejos en su trayectoria 
académica y profesional en el campo de la tecnología de la información. 
Por esta razón, el presente proyecto tiene como finalidad implementar un módulo 
de circuitos lógicos combinatorio para las aplicaciones prácticas de sistemas digitales 
dentro del laboratorio de robótica de la carrera de Tecnologías de información; por ello, 
la presente propuesta se respalda por la utilización de tecnologías modernas CMOS, 
debido a que son ampliamente utilizadas en la actualidad debido a su bajo consumo de 
energía y alta densidad de integración. De esta manera, los estudiantes podrán aprender a 
programar y controlar los circuitos lógicos combinatorios, debido a que, les brinda la 
capacidad de interactuar con el entorno físico y realizar aplicaciones más complejas en el 
campo de la robótica. 
Por lo tanto, el presente proyecto tiene como metodología el enfoque mixto por lo 
cual se muestra viable y promete brindar a los estudiantes una experiencia enriquecedora 
en el campo de los sistemas digitales y la robótica; por lo tanto, a través de encuestas, 
entrevistas y análisis de desempeño, se evaluará el impacto directo en la experiencia de 
aprendizaje de los estudiantes. Este enfoque integral no solo permite medir el éxito del 
módulo en términos de conocimiento adquirido, sino que también captura las 
percepciones subjetivas de los estudiantes respecto a su participación en actividades 
prácticas. Además, esto no solo enriquece la experiencia de aprendizaje de los estudiantes, 
sino que también los prepara para enfrentar desafíos del mundo real y desarrollar 
soluciones innovadoras en sus futuras carreras profesionales. 
 
-9- 
 
CAPITULO II. MARCO TEÓRICO 
2.1.Antecedentes investigativos 
 Según Pérez (2003), en el proyecto titulado “Plataforma Java para el Diseño de 
circuitos lógicos combinatorios”, se experimento diferentes operadores genéticos, de este 
modo se enfocó en el desarrollo de una plataforma Java y mejorar la implementación de 
diseños optimizados utilizando algoritmos genéticos. Para lograrlo, se realizó 
experimentos con diferentes operadores genéticos; ademas las técnicas utilizadas 
incluyen la codificación de circuitos lógicos como individuos en una población, el uso de 
operadores genéticos como mutación y recombinación, y la evaluación de individuos 
mediante pruebas de comportamiento lógico. 
De este modo, la decisión de utilizar este antecedente como referencia en el 
presente trabajo de investigacion se debe a que aborda aspectos clave relacionados con la 
codificación de circuitos lógicos como individuos en una población, la aplicación de 
operadores genéticos como mutación y recombinación, y la evaluación de individuos a 
través de pruebas de comportamiento lógico. Estos elementos son cruciales en el contexto 
del diseño y la implementación de circuitos lógicos combinatorios para aplicaciones 
prácticas en sistemas digitales. Por este motivo. la experiencia previa en el uso de 
algoritmos genéticos y la plataforma Java proporciona una base sólida para abordar los 
desafíos particulares asociados con la implementación de circuitos lógicos combinatorios 
en el contexto de sistemas digitales aplicados a la robótica. 
 De la misma manera, según Hérnandez (2016) mediante a la propuesta de 
titulación denominada “Diseño de circuitos lógicos combinatorios usando optimización 
mediante cúmulos de partículas”, afirma que el principal objetivo es desarrollar un 
circuito lógico combinatorio propuesto mediante un sistema digital que opera en modo 
binario, es decir que los valores que pueden existir solo son el 1 y el 0, además de que en 
cualquier instante de tiempo la salida depende únicamente de los niveles lógicos presentes 
a la entrada. Esta propuesta se alinea con la naturaleza fundamental de los sistemas 
digitales utilizados en el ámbito de la robótica, donde la manipulación de información 
binaria es esencial. 
Por otro lado, la elección de este antecedente se justifica por la aplicación de 
técnicas de optimización mediante cúmulos de partículas, lo que sugiere una exploración 
 
-10- 
 
más allá de los métodos tradicionales. La introducción de enfoques innovadores para 
optimizar el diseño de circuitos lógicos combinatorios es relevante para el proyecto 
actual, que busca implementar estos circuitos en el contexto específico del laboratorio de 
robótica. Además,la afirmación de que la salida depende únicamente de los niveles 
lógicos presentes en la entrada destaca la importancia de diseñar circuitos lógicos 
combinatorios que respondan de manera determinista y predecible, características 
cruciales en aplicaciones prácticas. 
Por su parte, Plaza (2020) mediante el proyecto de titulacion denominado 
“Desarrollo de aplicaciones prácticas de sistemas combinatoriales de compuertas 
digitales utilizando instrumentación virtual LabVIEW”, plantea en el principal objetivo 
el implementar un juego de herramientas de diseño de lógica digital que se integra en el 
software y permite a los estudiantes diseñar utilizando dispositivos lógicos combinatorios 
y secuenciales típicos que van desde compuertas lógicas AND, OR, NOT, XOR, NAND, 
NOR, XNOR hasta los dispositivos Flip-Flops, contadores, comparadores, selectores, 
decodificadores, entre otros. . Es decir, los estudiantes y diseñadores pueden utilizar estas 
herramientas para experimentar y diseñar circuitos digitales, lo que les permite 
comprender mejor los conceptos y principios de la lógica digital de una manera práctica 
y efectiva. 
 Por este motivo, la inclusión del proyecto de Plaza (2020) en el presente proyecto 
de titulación como antecedente se basa en su enfoque pedagógico y en la oferta de 
herramientas prácticas para el diseño de circuitos digitales, aspectos esenciales para el 
proyecto actual de implementación de circuitos lógicos combinatorios en el laboratorio 
de robótica. De la misma manera, la capacidad de experimentar y diseñar circuitos 
digitales utilizando LabVIEW ofrece a los estudiantes y diseñadores la oportunidad de 
aplicar de manera práctica los conceptos y principios de la lógica digital. Además, la 
herramienta proporciona un entorno virtual que simula el comportamiento de los 
circuitos, permitiendo la interacción directa con los componentes y facilitando la 
comprensión de cómo se comportan los sistemas combinatorios en situaciones prácticas. 
Vértiz & Campos (2019), en su libro publicado como “Circuitos y Sistemas 
Multidisciplinar” se centra en presentar un circuito electrónico combinacional realizado 
con elementos básicos como: resistencias, capacitores, comparadores y amplificadores 
operacionales. Ademas, resaltan que una de las principales ventajas de este sistema 
 
-11- 
 
reconfigurable es que se puede pasar de un sistema combinacional a otro a través de la 
sintonización de potenciales; de esta manera este circuito electrónico permite reducir 
tiempo de diseño, costos y espacio; debido a que un solo circuito reconfigurable puede 
adaptarse a diferentes requisitos. 
La elección de este antecedente dentro del presente trabajo se justifica por su 
enfoque práctico y multidisciplinario, resaltando la eficiencia y flexibilidad de los 
circuitos reconfigurables en comparación con enfoques más convencionales. Por lo cual, 
la capacidad de un solo circuito reconfigurable para adaptarse a diferentes requisitos se 
alinea de manera directa con los objetivos del proyecto en el laboratorio de robótica, 
donde la versatilidad y la eficiencia en la implementación de circuitos lógicos 
combinacionales son fundamentales. 
Del mismo modo, según Grediaga (2019), en su trabajo de investigación titulado 
“Diseño de Sistemas Electrónicos Digitales Avanzados Sistemas combinacionales con 
VHDL” se enfoca en el diseño de sistemas electrónicos digitales avanzadas basados en 
circuitos combinacionales mediante el uso del lenguaje de descripción de hardware 
VHDL. La propuesta tiene como objetivo principal la implementación de sistemas 
prácticos y funcionales con aplicaciones en la electrónica moderna. Se destacan las 
ventajas de VHDL en la descripción y verificación de estos sistemas, subrayando la 
importancia de una metodología de diseño sólida y la necesidad de comprender la lógica 
de circuitos combinacionales para lograr sistemas de alto rendimiento y eficiencia. 
En consecuencia, de aquello el presente antecedente es crucial para la proyección 
del proyecto actual debido a que en el diseño de sistemas electrónicos digitales avanzadas 
utilizando VHDL y circuitos combinacionales, demuestra una comprensión sólida de la 
importancia de la metodología de diseño y la implementación eficiente. Por esta razón, el 
presente enfoque en sistemas prácticos y funcionales con aplicaciones reales subraya su 
relevancia en un mundo cada vez más digital y tecnológico. Además, la implementación 
de sistemas prácticos y la importancia de una metodología de diseño sólida, elementos 
esenciales para el desarrollo exitoso de circuitos lógicos combinacionales en el entorno 
particular del laboratorio de robótica. 
Por otro lado, Gadea (2022) realizo un “Diseño de circuitos combinacionales 
Consolidar Blocking versus non-blocking Análisis de comportamiento pre-post síntesis”, 
 
-12- 
 
en el cual tuvo como propósito se enfoca en una comparativa esencial en el diseño de 
circuitos combinacionales: la elección entre las metodologías de diseño blocking y non-
blocking. Este trabajo busca analizar y comparar cómo estos dos enfoques pueden influir 
en el comportamiento y el rendimiento de los circuitos electrónicos. Además, su interés 
por evaluar el comportamiento tanto antes como después de la síntesis refleja una 
preocupación por entender cómo evoluciona el diseño en etapas cruciales del proceso. 
En contexto, la adopción de este antecedente sugiere un interés específico en 
comprender las implicaciones de estas decisiones de diseño, aspecto crucial para el 
proyecto actual en el laboratorio de robótica, donde se buscan implementar circuitos 
lógicos combinacionales para aplicaciones prácticas en sistemas digitales. Además, la 
comparativa entre las metodologías de diseño antes y después de la síntesis refleja una 
preocupación por entender cómo evoluciona el diseño en etapas cruciales del proceso; 
donde se busca una comprensión integral del diseño desde la etapa inicial hasta la 
implementación práctica en sistemas digitales utilizados en robótica. 
En otra prespectiva, según Mateo (2022), en su investigación “Desarrollo de 
circuitos combinacionales básicos con VHDL” se dedica al desarrollo de circuitos 
electrónicos digitales que realizan funciones lógicas fundamentales, utilizando el lenguaje 
de descripción de hardware VHDL. Por esta razon, su objetivo principal es crear y 
analizar circuitos combinacionales básicos, como operaciones lógicas AND, OR, NOT y 
XOR; por esta razon esta investigación se destaca por su enfoque en los componentes 
fundamentales de la lógica digital y tiene un potencial aplicativo en la educación, donde 
comprender y diseñar circuitos básicos es esencial. 
La incorporacion del antecedente presentado dentro del actual trabajo de 
investigacion se destaca por su atención a los componentes fundamentales de la lógica 
digital, como las operaciones lógicas AND, OR, NOT y XOR. Este enfoque en circuitos 
combinacionales básicos tiene un potencial aplicativo significativo en el ámbito 
educativo, donde comprender y diseñar estos circuitos es esencial. La elección de VHDL 
subraya la importancia de la precisión en la descripción del comportamiento de los 
circuitos, haciendo que la investigación sea relevante tanto para estudiantes como para 
investigadores interesados en los fundamentos de la electrónica digital. 
 
-13- 
 
De la misma manera, el autor Juárez (2021), en su trabajo de investigación 
redactado como “Diseño y Optimización de Circuitos Lógicos Combinacionales para la 
Mejora del Rendimiento y Eficiencia Energética en Sistemas Embebidos” se enfoca en 
investigar estrategias avanzadas de diseño y técnicas de optimización aplicadas a circuitos 
lógicos combinacionales. Ademas, su objetivo principal es contribuir al desarrollo de 
sistemas embebidos más eficientes desde el punto de vista del rendimiento y el consumo 
de energía. Por lo tanto, este trabajo prometetener un impacto significativo en la industria 
de los sistemas embebidos al abordar la creciente demanda de dispositivos portátiles y 
eficientes en energía en la era actual de la tecnología. 
La creciente demanda de dispositivos portátiles y eficientes en energía en la 
industria actual resalta la relevancia de este antecedente para el proyecto, ya que aborda 
directamente los desafíos contemporáneos en el diseño de sistemas digitales. La promesa 
de un impacto significativo en la industria de los sistemas embebidos, especialmente en 
un contexto de tecnología actualizada y dispositivos portátiles, refuerza la idoneidad de 
este antecedente para el proyecto actual. La transferencia de conocimientos y técnicas 
avanzadas de diseño desde el ámbito de los sistemas embebidos al laboratorio de robótica 
demuestra un enfoque progresista y aplicado en la implementación de circuitos lógicos 
combinacionales para aplicaciones prácticas y eficientes en energía. 
Por otra parte, el autor Wila (2018), desarrolla su investigación basada en la 
“Implementación en software de los sistemas de modulaciones digitales” esta 
investigación resalta la importancia de contar con espacios equipados con tecnología en 
instituciones de educación superior para promover el desarrollo de actividades prácticas 
y mejorar las metodologías de enseñanza. El objetivo principal fue implementar software 
en sistemas de modulación digital utilizando la herramienta App Designer de MATLAB, 
lo cual muestra la relevancia de los laboratorios equipados y su papel en la formación 
académica. 
Desde una perspectiva interns, al incorporar este antecedente en el proyecto de 
"Implementación de Circuitos Lógicos Combinatorios para Aplicaciones Prácticas de 
Sistemas Digitales en el Laboratorio de Robótica", se busca aprovechar la experiencia y 
los resultados obtenidos por Wila (2018) para enriquecer la propuesta. Esta elección se 
sustenta en la premisa de que las metodologías y herramientas utilizadas en la 
implementación de sistemas digitales en el ámbito de la modulación digital pueden ser 
 
-14- 
 
extrapoladas y adaptadas de manera efectiva al ámbito de la robótica y los circuitos 
lógicos combinatorios. 
Además, la aplicación de tecnologías avanzadas, como el lenguaje VHDL y las 
herramientas de CAD, brinda un enfoque más preciso y eficiente en el diseño y la 
simulación de estos circuitos. La investigación también destaca el potencial educativo de 
estos circuitos al enseñar conceptos de electrónica digital y lógica, lo que puede beneficiar 
a estudiantes y futuros ingenieros en robótica. En última instancia, la implementación de 
circuitos lógicos combinatorios en el laboratorio de robótica parece tener un amplio 
espectro de aplicaciones y un alto grado de viabilidad para mejorar la eficiencia y el 
rendimiento de los sistemas digitales en entornos robóticos prácticos y desafiantes. 
De la misma manera, según Vargas (2021) en su trabajo de titulacion denominado 
“Circuitos eléctricos combinatorios para el proceso de enseñanza-aprendizaje en el 
Laboratorio de Electrónica y Robótica de la Carrera de Ingeniería en Computación y 
Redes”, se planteó como objetivo general el estudio de circuitos electrónicos 
combinatorios para el proceso de enseñanza-aprendizaje en el Laboratorio de Electrónica 
y Robótica, y como objetivos específicos identificar las diferentes tecnologías de los 
circuitos eléctricos combinatorios y determinar las características técnicas de los 
dispositivos electrónicos que indicen en el desarrollo de las prácticas en el Laboratorio de 
Electrónica y Robótica que brinden un aporte significativo a cada uno de los estudiantes. 
Esta perspectiva técnica y educativa es relevante para el proyecto actual, ya que 
se busca no solo implementar circuitos lógicos combinacionales, sino también enriquecer 
la comprensión y habilidades prácticas de los estudiantes en este ámbito; por ello, la 
elección de este antecedente en la presente investigacion sugiere un interés específico en 
mejorar la enseñanza y aprendizaje en el laboratorio, aprovechando la experiencia y 
conocimientos adquiridos en la identificación de tecnologías y características técnicas de 
circuitos eléctricos combinatorios. La transferencia de conocimientos pedagógicos y 
técnicos desde este contexto particular puede proporcionar valiosas lecciones para la 
implementación práctica de circuitos lógicos combinacionales en el laboratorio de 
robótica. 
En el trabajo de titulación realizado por Guerrero (2021) denominado “Diseño de 
circuitos digitales para fomentar las prácticas en el laboratorio de electrónica de la Carrera 
 
-15- 
 
de Ingeniería en Computación y Redes”, se plantea el desarrollo de circuitos digitales que 
aporten significativamente en el laboratorio de electrónica, permitiendo de esta manera 
que, el docente trabaje conjuntamente con el estudiante cumpliendo el proceso de 
enseñanza-aprendizaje; y de esta manera, ayudar al estudiante a despertar interés por los 
circuitos digitales permitiendo desarrollar nuevos métodos de aprendizaje permitiendo 
que logre un nivel competitivo para poder sobresalir con éxito en el ambiente laboral. 
El proyecto en el laboratorio de robótica busca implementar circuitos lógicos 
combinacionales para aplicaciones prácticas en sistemas digitales, y la inclusión de este 
antecedente sugiere un interés específico en mejorar la calidad de la educación práctica 
en el laboratorio de electrónica, enriqueciendo la experiencia de los estudiantes mediante 
el diseño y desarrollo de circuitos digitales; de este modo permite fomentar el aprendizaje 
en el entorno de laboratorio. Por lo tanto, el trabajo de Guerrero (2021) se destaca por su 
enfoque colaborativo entre docentes y estudiantes, facilitando un proceso de enseñanza-
aprendizaje más interactivo. 
Por otro lado, según Tumalli (2022) en su trabajo de investigacion titulado 
“Estrategia adaptativa como proceso enseñanza-aprendizaje de Circuitos Lógicos en 
Estudiantes de Segundo de Bachillerato” plantea determinar el nivel de eficiencia de la 
estrategia adaptiva, en los estudiantes de segundo de bachillerato de la Unidad Educativa 
Aloasí, la cual, se enfoca en adaptar el material utilizado por el docente lo mejor posible, 
además, de utilizar recursos tecnológicos y digitales con la debida orientación docente. 
La estrategia adaptativa propuesta por Tumalli se centra en personalizar el 
material docente y emplear recursos tecnológicos y digitales con la debida orientación 
docente. Este enfoque es valioso para el proyecto actual, ya que sugiere la posibilidad de 
integrar métodos adaptativos y recursos tecnológicos en el proceso de enseñanza, lo que 
puede enriquecer la comprensión y aplicación de circuitos lógicos combinacionales en el 
laboratorio de robótica. Finalmenete, se deduce que los antecedentes investigativos 
revisados han proporcionado una visión integral y diversa sobre el diseño y la 
implementación de circuitos lógicos combinacionales, con aplicaciones específicas en el 
ámbito de la robótica y la enseñanza; es por ello que la investigación aborda desde la 
implementación de circuitos básicos hasta sistemas más avanzados, destacando la 
importancia de la flexibilidad, eficiencia y adaptabilidad en el diseño. 
 
-16- 
 
De la misma manera, mediante el articulo cientifico “Programacion genética para 
el diseño de circuitos lógicos” desarrollado por Serna et al (2022) se propone la utilización 
de la programación genética para diseñar circuitos lógicos combinatorios a nivel de 
compuertas. El proceso se enfoca en probar y evolucionar expresiones lógicas para 
producir un diseño lógico válido. Se presentan experimentos con circuitos simples para 
mostrar la aplicabilidad de la técnica y comprender la complejidad del problema de 
diseño. Por ello, las técnicas evolutivas, como la programación genética, han empezado 
a explorarse en eldiseño de circuitos debido a su capacidad exploratoria, que permite 
explorar diversas regiones de un espacio de diseño y encontrar soluciones en espacios de 
búsqueda grandes y complejos, denominado Hardware Evolutivo. 
La programación genética se utiliza para elaborar funciones booleanas que 
representen el funcionamiento de un circuito lógico definido por una tabla de verdad. Para 
demostrar los diseños producidos, se emplearon circuitos pequeños, cuyas soluciones 
están documentadas en la literatura especializada. Siendo asi, esta propuesta ofrece una 
alternativa eficiente y adaptable, permitiendo abordar la complejidad del diseño de 
manera sistemática y encontrar soluciones óptimas, lo que puede mejorar la eficiencia y 
calidad de los sistemas digitales en el contexto del laboratorio de robótica. Además, la 
demostración de la aplicabilidad práctica de la técnica con circuitos simples respalda su 
utilidad en la práctica, ofreciendo un respaldo adicional a su efectividad. 
Galván (2022) en su trabajo de titulacion denominado “Diseño de Circuitos 
Lógicos Combinatorios Utilizando Programación Genética Postfija con Adaptación en 
Línea” tiene como obejtivo emplear la programación genética postfija con adaptación en 
línea para el diseño de circuitos lógicos combinatorios; por otro lado, la metodología 
utilizada esta enfocada en el desarrollo e implementación de un algoritmo basado en 
programación genética postfija, con un enfoque particular en la adaptación en línea del 
algoritmo para mejorar continuamente los resultados obtenidos durante la evolución. Los 
resultados obtenidos se refieren a la eficiencia y efectividad del algoritmo propuesto en 
el diseño de circuitos lógicos combinatorios, evaluados mediante la comparación de los 
diseños generados con otros métodos existentes, así como el análisis de la calidad y 
complejidad de los circuitos resultantes. 
 
-17- 
 
De esta manera, la investigación de Galván (2022) proporciona una metodología 
específica y una perspectiva sobre cómo emplear la programación genética postfija con 
adaptación en línea para el diseño de circuitos lógicos combinatorios, lo que puede ser de 
gran utilidad para abordar la complejidad del diseño de sistemas digitales en el contexto 
del laboratorio de robótica. Al centrarse en la eficiencia y efectividad del algoritmo 
propuesto, así como en la calidad y complejidad de los circuitos resultantes, el trabajo de 
Galván ofrece una base sólida para la implementación práctica de sistemas digitales en el 
laboratorio de robótica, lo que puede contribuir significativamente al avance de la 
investigación y el desarrollo en este campo. 
Baldeon y Rojas (2017) en su trabajo de investigacion “Influencia del Álgebra 
Booleana en el aprendizaje de los circuitos electrónicos de los estudiantes del quinto 
grado de educación” elaboraron un algoritmo para el diseño y la posterior optimización 
de circuitos lógicos combinatorios a nivel de compuertas usando un algoritmo de 
optimización mediante cúmulos de partículas y tres enfoques de representación distintos 
binaria, entera A y entera B. La conclusión al cual arriba los autores menciona es que el 
primer enfoque fue el algoritmo de optimización mediante cúmulos de partículas con 
representación binaria tuvo como principal problema el tiempo necesario para poder 
converger a una solución factible, lo que hizo que esta propuesta requiriera más 
evaluaciones de la función objetivo para poder competir con los resultados obtenidos por 
su contraparte entera. 
Su enfoque en el desarrollo de un algoritmo utilizando un método de optimización 
basado en cúmulos de partículas y diferentes enfoques de representación binaria y entera 
ofrece una base sólida para abordar los desafíos asociados con la complejidad y la 
eficiencia en el diseño de sistemas digitales. La conclusión de los autores, que destaca las 
ventajas y limitaciones de los distintos enfoques de representación, proporciona 
información útil para la implementación práctica de circuitos lógicos combinatorios en el 
laboratorio de robótica. Específicamente, la identificación de los desafíos relacionados 
con el tiempo de convergencia y la eficiencia del algoritmo de optimización con 
representación binaria puede influir en el desarrollo de estrategias más eficaces para la 
implementación de sistemas digitales en el contexto del laboratorio de robótica. 
Ndjountche (2022) en su libro “Electrónica digital 2: Circuitos lógicos 
secuenciales y aritméticos” se plantea con el objetivo general de estudiar estos circuitos 
 
-18- 
 
con fines educativos, y con objetivos específicos que incluyen la identificación de 
tecnologías y características técnicas relevantes para el desarrollo de prácticas en el 
laboratorio. Para ello, se emplean métodos como el análisis descriptivo, hipotético 
deductivo y bibliográfico, así como técnicas como encuestas, entrevistas y visitas de 
campo para recopilar datos relacionados con el tema de investigación. El resultado final 
del proyecto es la elaboración de un manual práctico de circuitos eléctricos 
combinatorios, destinado a apoyar el proceso de enseñanza-aprendizaje y fomentar el 
desarrollo de nuevos proyectos en el laboratorio mencionado. 
(Endara y Tumalli, 2022) El propósito de esta investigación es determinar el nivel 
de eficiencia de una estrategia adaptativa en estudiantes de segundo de bachillerato en la 
Unidad Educativa Aloasí. Esta estrategia se centra en adaptar el material utilizado por el 
docente y en el uso de recursos tecnológicos y digitales con la orientación adecuada. El 
estudio, de enfoque cuantitativo y tipo cuasi-experimental, compara la relación de 
variables entre dos grupos: uno de control y otro experimental; la intervención educativa 
se llevó a cabo en el grupo experimental, compuesto por estudiantes de segundo de 
bachillerato en la materia de Electrónica Digital. 
Se empleó un cuestionario de 20 preguntas de selección múltiple, dirigidas a los 
contenidos de circuitos lógicos, como instrumento de evaluación pretest y postest. Los 
resultados muestran una mejora significativa en el aprendizaje de Electrónica Digital en 
los circuitos lógicos, con una mediana aritmética del grupo experimental de 4.06 puntos 
en la evaluación pretest y 7.76 puntos en la evaluación postest. Además, una encuesta de 
satisfacción aplicada a los estudiantes intervenidos con la estrategia adaptativa reveló 
opiniones favorables, indicando un impacto positivo en el aprendizaje. 
Este antecedente proporciona una visión sobre el impacto de una estrategia 
adaptativa en el proceso de enseñanza-aprendizaje, específicamente en el ámbito de la 
Electrónica Digital y los circuitos lógicos; su relevancia radica en que demuestra cómo la 
adaptación del material educativo y el uso de recursos tecnológicos pueden mejorar 
significativamente el aprendizaje de los estudiantes. Por lo tanto, esta información puede 
influir en tu trabajo al brindarte ideas sobre posibles estrategias pedagógicas que podrían 
implementarse en el Laboratorio de Electrónica y Robótica de la Carrera de Ingeniería en 
Computación y Redes, con el objetivo de fortalecer el proceso de enseñanza-aprendizaje 
de los circuitos eléctricos combinatorios. 
 
-19- 
 
2.2.Fundamentación teórica 
2.2.1. Circuito lógico 
Un circuito lógico es un conjunto de componentes electrónicos interconectados 
que realizan operaciones lógicas sobre señales digitales (representadas generalmente 
como valores binarios 0 y 1). Estos circuitos se utilizan en electrónica digital para 
procesar información y tomar decisiones en función de las condiciones de entrada. 
2.2.2. Clasificación de los circuitos lógicos 
 Los circuitos lógicos se pueden clasificar en varias categorías en función de su 
complejidad, funcionalidad y tecnología de implementación. A continuación, según 
Martínez (2022) se clasifican generalmente los circuitoslógicos en: 
2.2.2.1.Circuitos Combinacionales. 
Función Principal: Los circuitos combinacionales producen salidas basadas 
únicamente en las entradas actuales en ese momento. No tienen memoria ni estados 
internos. Las salidas dependen únicamente de las combinaciones de las señales de entrada 
en ese instante. 
 
Ilustración 1. Diagrama de un circuito lógico Combinacional 
Fuente: Floyd (2015) 
Ejemplo: Una compuerta OR de dos entradas que produce una salida de 1 si al 
menos una de las entradas es 1, y 0 si ambas son 0, es un ejemplo de un circuito 
combinacional simple. 
Aplicaciones: Se utilizan para realizar operaciones lógicas y aritméticas, como 
sumas, restas, multiplicaciones, entre otras, y para implementar funciones lógicas en 
general. 
 
-20- 
 
2.2.2.2.Circuitos Secuenciales. 
Función Principal: Los circuitos secuenciales tienen memoria y estados internos, 
lo que significa que las salidas no solo dependen de las entradas actuales, sino también 
de estados anteriores. Tienen la capacidad de recordar información y cambiar su estado 
interno en función de eventos pasados. 
 
Ilustración 2. Diagrama de un circuito lógico Secuencial 
Fuente: Floyd (2015) 
Ejemplo: Un contador binario es un ejemplo de circuito secuencial. Con cada 
pulso de reloj, cambia su estado interno y produce una secuencia de valores binarios en 
sus salidas. 
Aplicaciones: Se utilizan para controlar secuencias de eventos, almacenar 
información temporalmente y realizar tareas que involucran retroalimentación y ciclos. 
En resumen, la principal diferencia entre circuitos combinacionales y secuenciales 
es que los primeros generan salidas solo en función de las entradas actuales, mientras que 
los segundos tienen estados internos que les permiten recordar eventos pasados y generar 
salidas basadas en esa información. Ambos tipos de circuitos son esenciales en la 
electrónica digital y se utilizan en una variedad de aplicaciones. 
2.2.3. Construcción circuitos lógicos 
La construcción de circuitos lógicos es un tema fundamental en electrónica digital 
y computación. Estos circuitos se utilizan para implementar diversas funciones lógicas, 
como suma, resta, multiplicación y división, y para diseñar componentes básicos de 
sistemas digitales, como puertas lógicas, flip-flops y decodificadores. La base teórica del 
diseño de circuitos lógicos se basa en dos conceptos principales: la lógica booleana y la 
electrónica digital (Humerez, 2020). 
 
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 La lógica booleana es un sistema matemático para representar y manipular 
declaraciones lógicas utilizando operadores como AND, OR y NOT. Propuesto por el 
matemático británico George Boole en el siglo XIX, sentó las bases para el diseño e 
implementación de circuitos lógicos (Floyd, 2015). El diseño de circuitos lógicos utiliza 
componentes electrónicos como transistores, resistencias y condensadores para 
implementar funciones lógicas definidas por la lógica booleana. Estos componentes 
controlan la corriente eléctrica y representan los estados lógicos 0 y 1, que corresponden 
a los valores verdadero y falso de la lógica booleana. 
2.2.4. Tipos de circuitos 
 La electrónica y la electricidad están presentes en diversos dispositivos y sistemas de 
nuestro día a día. Estos dispositivos y sistemas constan de varios tipos de circuitos, que 
son configuraciones específicas de componentes electrónicos interconectados que 
permiten que la corriente eléctrica fluya de manera controlada. A continuación, 
exploraremos algunos de los tipos de circuitos más comunes y su base teórica: 
2.2.4.1.Circuito en serie. 
En un circuito en serie, los componentes se conectan uno tras otro para que la 
corriente fluya a través de cada componente en secuencia. Este tipo de circuito se 
caracteriza por un solo camino de corriente. Según la ley de Ohm, todos los elementos de 
un circuito en serie conducen la misma corriente. La resistencia total de un circuito en 
serie se calcula sumando las resistencias individuales de cada componente. 
 Según Igllón (2017) afirma que: “Dos elementos o circuitos están conectados en serie 
cuando son los dos únicos elementos que están conectados a un nodo” (p. 27). Por lo cual, 
el uso de circuitos en serie es común en aplicaciones que requieren corriente constante a 
través de componentes, como cadenas de luces navideñas o electrodomésticos. 
 
Ilustración 3. Circuito en Serie 
Fuente: Pabón (2020) 
 
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2.2.4.2.Circuito paralelo. 
A diferencia de los circuitos en serie, los circuitos en paralelo se caracterizan por 
múltiples rutas de corriente. En este tipo de circuito, los componentes están conectados 
entre sí de tal manera que la corriente se distribuye entre ellos. Según la ley de Ohm, 
todos los componentes de un circuito en paralelo tienen el mismo voltaje. 
Los circuitos paralelos se usan mucho cuando los componentes deben operar de 
forma independiente o cuando se desea mejorar el manejo de corriente del circuito. Según 
Morales (2021) define que “Un circuito EN PARALELO se forma cuando se conectan 
dos o más cargas a una misma fuente de tensión, de modo que existe más de una 
trayectoria para la circulación de corriente eléctrica” (p. 7). De esta manera, se evidencia 
que los circuitos en paralelo ofrecen una forma eficaz de conectar componentes en una 
misma fuente de tensión, permitiendo trayectorias independientes para la corriente 
eléctrica. Son fundamentales en la electrónica y la electricidad para manejar corrientes, 
distribuir energía y permitir que múltiples dispositivos funcionen de manera simultánea 
en un sistema eléctrico. 
 
Ilustración 4. Circuito en paralelo 
Fuente: Pabón (2020) 
2.2.4.3.Circuito mixto. 
Un circuito híbrido o mixto es una combinación de circuitos en serie y en paralelo. 
En este tipo de circuito, los componentes están conectados en serie y en paralelo. Esto 
proporciona más flexibilidad en el diseño de circuitos y permite utilizar cualquier 
configuración. Según Hayt, Kemmerly, & Durbin (2019) se refiere como: 
Un ejemplo común de un circuito mixto es un circuito de iluminación en 
una habitación. Los focos o bombillas individuales pueden estar conectados en 
paralelo, lo que permite encender o apagar cada luz de forma independiente. Sin 
embargo, las luces en sí mismas (las bombillas y sus cables) pueden estar 
 
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conectadas en serie en el mismo circuito, lo que significa que la corriente pasa a 
través de cada una de ellas en secuencia. 
De esta manera, se deduce que, en un circuito mixto, algunos componentes pueden 
estar conectados en serie, lo que significa que la corriente fluye a través de ellos en una 
única trayectoria. Al mismo tiempo, otros componentes pueden estar conectados en 
paralelo, lo que proporciona múltiples trayectorias para la corriente eléctrica. 
 
Ilustración 5. Circuito mixto 
Fuente: Robles (2022) 
2.2.5. Arreglos lógicos combinables. 
Los arreglos lógicos componibles se definen como estructuras de datos que 
contienen elementos lógicos (como valores booleanos) y permiten que se realicen 
operaciones lógicas en el nivel del arreglo. Estas matrices le permiten combinar y 
manipular valores lógicos utilizando operadores lógicos como AND, OR, NOT, XOR, 
etc. Además, los arreglos lógicos combinables son componentes esenciales en la 
electrónica digital que brindan la capacidad de personalizar circuitos lógicos de manera 
eficiente. Esto es fundamental en el diseño de sistemas digitales, ya que permite adaptarse 
a una amplia variedad de aplicaciones y requisitos específicos del proyecto. 
De la misma manera, según Lynch & Park (2017) considera que "una matriz 
lógica apilable es una estructura de datos que proporciona una manera eficiente de 
manipular múltiples elementos lógicos mediante operaciones lógicas" (p. 14). Por lo cual, 
su capacidad para realizar cálculos basados en lógica booleana es crucial en programación 
y aplicaciones