123= ~ ... Figura 1.2

Transcripción

1 La electrónica se divide en ds categrías: Electrónica Analógica, la que trata de circuits en ls que las señales eléctricas pueden tmar infinits valres dentr de un rang determinad; pr ejempl, un amplificadr puede tmar a su entrada tensines cm 0,4 V, 0,37 V, 1,15 V, etc, y entregar a su salida valres de tensión cm, V, 3,73 V, 5,983 V, etc, es decir, ls valres pueden variar de frma cntinua Un ejempl de señal analógica es la gráfica de una función senidal cm la representada en la figura 11 A la vista de ésta se cmprueba que, en función del tiemp, la gráfica puede tmar cualquier valr cmprendid entre 5 y -5 Cm se ha expresad anterirmente, en electrónica digital sól pueden darse ds niveles estads psibles, pr l que se debe aplicar el sistema binari de numeración sistema de numeración en base 0 Este sistema tiene slamente ds dígits bits: O y 1; sin embarg, es psible representar cualquier cantidad cmbinand adecuadamente dichs dígits en grups de ds, tres, cuatr, etc, de uerd cn la expresión plinórnica de ptencias de ds: a al _1 + a Pr ejempl, para expresar el númer binari en frma decimal, se descmpndrá de la siguiente frma: = O = 3 Para transfrmar un númer decimal a binari, se divide aquél entre tantas veces cm sea necesari hasta cnseguir un númer enter que ya n se pueda dividir: t Electrónica Digital, la que estudia ls circuits en ls que las señales eléctricas sól pueden tmar ds valres: 1 O, Nivel alt nivel baj, SÍ NO, etc; de ahí el carácter binari de este grup de la electrónica A ests ds valres se les denminan niveles lógics Ejempl de una señal digital es la que se bserva en la figura 1 En ésta se ve que, en función del tiemp, la gráfica slamente puede alcanzar ds valres psibles: 5 y -5; el cambi de un valr a tr se prduce en un tiemp t=o, pr l que ls valres cmprendids entre 5 y -5 serán ignrads Figura 1 Tant la electrónica analógica cm la electrónica digital tienen su prpi camp de aplicacines, aunque la electrónica digital está intrduciéndse más día a día en el ámbit de la electrónica analógica, en cierts cass para cmplementaria y en trs para sustituirla Cm es sabid, el sistema decimal usa el! O cm base para su desarrll; per, además de este sistema, en electrónica digital se utilizan trs cm el binari y el hexadecimal 13= Se tman, a cntinuación, el últim cciente y tds ls rests, y se clcan en rden invers, de manera que el últim quede en primer lugar, el penúltim, en segund lugar, etc Dentr del sistema binari existen diverss códigs para el estudi de cierts circuits; de tds ells, el más utilizad es el códig BCD (Decimal Cdificad en Binari), que cnsiste en transfrmar cada dígit decimal en un grup de cuatr dígits binaris cuartet; así, pr cada cifra del númer decimal, habrá un cuartet en BCD Cnsidérese, pr ejempl, el númer decimal 3; en códig BCD será " Un númer binari se puede representar pr grups de cuatr dígits que reciben el nmbre de cuartets Un cuartet tiene 16 cmbinacines psibles de cers y uns Para simplificar la representación se recurre a un sistema de numeración cn base 16, de frma que un cuartet se pueda representar pr un sl dígit Este sistema, denminad sistema hexadecimal, utiliza ls signs: O, 1,, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B,C,D,EyF 3 --"

2 En la siguiente tabla se representa la crrespndencia entre la numeración decimal, hexadecimal, BCD y binaria: 13 Simblgía Cn el fin de representar ls circuits cn puertas lógicas, se idearn cierts símbls que facilitan la cmprensión y el estudi del funcinamient de dichs circuits En un principi se utilizarn ls denminads símbls MIL, creads riginalmente para aplicacines de lógica militar, de ahí sus siglas; cnsisten en figuras gemétricas diferentes para cada tip de puerta lógica En la actualidad, la simblgía MIL tienden a verse desplazada pr la recmendada pr la CEI (Cmisión Electrtécnica Internacinal) y aceptada en España a través de las nrmas UNE; cnsisten en rectánguls iguales para tds ls tips de puertas lógicas, cn la diferencia I!e la figura que se representa en su interir y que define cada función En la siguiente tabla se reflejan ls símbls de las puertas lógicas: Cm se sabe, en el sistema decimal, a partir de 9, se utilizan ds dígits; en el' sistema hexadecimal, a partir de F también se utilizan ds guarisms; así, el númer decimal 45, en hexadecimal será D Para transfrmar un númer decimal a hexadecimal, se divide aquél entre 16 tantas veces cm sea necesari hasta cnseguir un cciente enter que n se pueda dividir más; se tman el últim cciente y tds ls rests, se traducen a hexadecimal y se clcan en rden invers Véase un ejempl: '" En decimal: 3 En hexadecimal: L,1 3 I 571 = 3B I "t 11 B Para cnvertir un númer hexadecimal en decimal, se aplica la expresión plinórnica: 16n al' ' 16 Obsérvese un ejempl: Transfnnar en decimal el númer Puerta ANO j Q--:cc c; 'J-c Puerta NANO Puerta OR Puerta NOR Puerta OR exclusiva (EXOR) Puerta NOR exclusiva (EXNOR) Puerta NOT (Inversr) f, ;;,,ir; "J J ; 1!!!})l) I(i -"':" $ =1,n - é r" " " f'c, En las actividades en el aula prpuestas en esta bra se citan cierts elements que cnviene cncer previamente para pder llevar a buen fin dichas actividades; se trata de pulsadres, placas de mntaje rápid y encapsulads I En hexadecimal: B E En decimal: f = 70 Para cómprender mejr el funcinamient de ls circuits lógics, ésts se suelen acmpañar de un circuit cn pulsadres eléctrics que realizan la misma función que la puerta crrespndiente Hay ds tips de pulsadres: Nrmalmente abiert (N A) Nrmalmente cerrad (N C)

3 El pulsadr nnnalmente abiert es aquél que, en su psición nnnal, es decir, en reps, n permite que circule crriente eléctrica, pues sus cntacts se encuentran abierts; cuand se pulsa, se está aplicand una señal, mecánica en este cas, se activa cerrándse sus cntacts y permite el pas de crriente eléctrica El pulsadr nnnalmente cerrad, pr el cntrari, en su psición nnnal, es decir, en reps, tiene sus cntacts cerrads permitiend el pas de crriente eléctrica; cuand se pulsa, sus cntacts se abren y, entnces, es cuand n deja pasar la crriente eléctrica En la figura 13 se puede ver el aspect intern y ls símbls crrespndientes a un pulsadr nnnalmente abiert y un nnnalmente cerrad el análisis de ésts El aspect de un tip de placas de mntaje rápid es el mstrad en la figura 15 Figura 15 Pseen una serie de agujers en ls que se insertan ls tenmnales de ls cmpnentes; cnducen a uns cntacts metálics que, en su interir, están dispuests de la frma que indica la figura 16 --,-Q e--; L_-Q-J--,>-- Figura 16 Figura 13 Para cambiar la señal que se aplicará a las entradas de las puertas lógicas se utilizarán cnmutadres: se trata de elements que tienen tres ternrinales eléctrics; un de ells es el cmún que cnmuta su cntact, pr medi de una palanca que l accina, entre ls trs ds terminales; de esta frma, si la palanca se encuentra en una psición, el ternrinal cmún está cnectad cn un de ls trs ds; si se cambia de psición la palanca, el cmún abandnará el cntact que ejercía para cntactar cn el tercer ternrinal En la figura 14 puede bservarse la cnstrucción interna y el símbl crrespndiente 143 LEO Un LED (iniciales de Light Emitter Dide, Did Emisr de Luz) es un cmpnente electrónic que tiene ds terminales patillas: ánd y cátd; cuand se plariza directamente, es decir, si se aplica un ptencial psitiv al ánd y un ptencial negativ al cátd, se prduce en su interir un desplazamient de electrnes que prvca una emisión de ftnes, iluminándse el did Su planta es circular except una pequeña zna plana que indica la psición del cátd El LED, para que se ilumine, necesita que le sea aplicada entre sus patillas una tensión de uns vltis (V) y una crriente de alrededr de 30 miliamperis (ma); sabiend que en las actividades de aula se aplicarán5v, habrá que cnectar en serie cn el LED una resistencia de: R = (V-VD) /1= (5-) / 1 = 3 /0,03 = 100 hmis () (--- Figura Para el estudi práctic de ls circuits prpuests se utilizarán cmpnentes electrónics que cntienen en su interir ciert númer de elements Ests cmpnentes, denminads circuits integrads, están encapsulads en frmat DIL, según la figura 17 Las placas de mntaje rápid cnsisten en uns paneles que se usan para la realización de prttips Se utilizan pr su simplicidad y rapidez en el mntaje de circuits y la facilidad para Figura 17

4 Ls elements cntenids en su interir están cnectads a las patillas de la frma que se indica en ls encapsulads de la figura 18 Mntar cn placas de mntaje rápid, simular en el rde nadr el circuit eléctric cn pulsadres de la figura 110 A B ;", ;;--: 5V c -'- I R } LEO Figura Figura :;:: EA, La tabla de verdad es una frma de describir el funcinamient de un sistema digital; en ella se representa el estad de las entradas y las salidas para cada una de las psibles cmbinacines que se den en el circuit La tabla de la figura 19 muestra una tabla de verdad de un sistema en el cual el O (cer) representa una ausencia de señal, l que es l mism, cer vltis El] representa la presencia de una señal, l que es l mism una presencia de tensión En el cas de circuits lógics de la familia TrL, que se verán más adelante, un cer representa una tensión cmprendida entre O y 0,8 vltis y el un representa una tensión cmprendida,4 y 5 vltis '4 I r:::: :::: ::::'::::::': [I"",'en,", Lf:D Analizar el funcinamient y cmpletar la tabla de verdad -EL También se puede representar pr letras dnde el O se representa pr la letra L (Lw) y el] pr la letra H (High)

5 1 En electrónica digital, cuánts niveles existen? O Infinits O Ds O Depende del valr de la tensión Qué sistema de numeración se utiliza en circuits digitales? O Binari O Decimal O Centesimal 3 El númer decimal 17, en sistema binari es: O O El númer binari 01011, en decimal será: El sistema hexadecimal utiliza cm base: El númer binari 1101, en hexadecimal será: OF 03E OD 7 El númer decimal 33, expresad en hexadecima1 será: OA3 8 El númer hexadecimal A3 transfrmad en decimal será: El númer DF en hexadecimal, expresad en binari será: El númer binari , expresad en hexadecima1 es: 04B 01 OFF