INDICE 1. Conceptos Introductorias 2. Sistemas Numéricos y Códigos 3. Compuertas Lógicas y Álgebra Booleana 4. Circuitos Lógicos Combinatorios

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1 INDICE Prefacio XIII 1. Conceptos Introductorias Representaciones numéricas Sistemas digitales y analógicos Sistemas de números digitales Representación de cantidades binarios Circuitos digitales Transmisión paralela y serial Memoria Computadores digitales 16 Problemas para la sección de preguntas de repaso Sistemas Numéricos y Códigos Conversiones de binario a decimal Conversiones de decimal a binario Sistema de numeración hexadecimal Código BCD Código de exceso Código Gray Códigos alfanuméricos Método de paridad para la detección de errores 37 Problemas 40 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Compuertas Lógicas y Álgebra Booleana 3.1. Constantes y variables booleanas Tablas de verdad Operación OR Operación AND Operación NOT Descripción algebraica de circuitos lógicos Evaluación de las salidas de los circuitos lógicos Implantación de circuitos a partir de expresiones booleanas Compuertas NAND y NOR Teoremas de Boole Teoremas de DeMorgan Universalidad de las compuertas NIND y NOR Representaciones alternativas de las compuertas lógicas Qué representación de compuerta utilizar Símbolos lógicos estándar IEEE/ANSI 85 Problemas 89 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Circuitos Lógicos Combinatorios 4.1. Forma de suma de productos Simplificación de circuitos lógicos Simplificación algebraica Diseño de circuito lógico combinatorios Método de mapa de Karnaugh Circuitos OR y NOR exclusivos 123

2 4.7. Generador y verificador de paridad Circuitos inhibidos Características básicas de los CI digitales Detección de fallas en sistemas digitales Fallas internas en CI digitales Fallas externas Detección de fallas: estudio de casos 145 Problemas 148 Respuestas para la sección de preguntas de repaso FLIP FLOPS y otros Dispositivos Relacionados Registro básico con compuertas NAND Registro básico con compuertas NOR Detección de fallas: estudio de casos Señales de reloj y flip flops sincronizados por reloj FLIP FLOPS S C sincronizados por reloj FLIP FLOPS J K sincronizados por reloj FLIP FLOPS D sincronizados por reloj Registro básico D Estradas asíncronas Símbolo IEEE/ANSI Consideraciones sobre la temporización de flip flops Problemas potenciales de temporización en circuitos con flip flops Flip flops maestro/esclavo Aplicación de los flip flops Sincronización de flip flops Detección de secuencias de entrada Almacenamiento y transferencia de datos Transferencia de datos serial: registros de corrimiento División y conteo de frecuencia Aplicación para microcomputadora Dispositivos de disparo tipo Schmitt Multivibrador monoestable Análisis de circuitos secuénciales Multivibradores estables Detección de fallas en circuitos con flip flops Resumen 230 Problemas 232 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Aritmética Digital: Operaciones y Circuitos Adición binaria Representación de números con signo Adicción en el sistema complemento a Sustracción en el sistema complemento a Multiplicación de números binarios División binaria Adición en BCD Aritmética hexadecimal Circuitos aritméticos 267

3 6.10. Sumador binario paralelo Diseño de un sumador total Sumador paralelo completo con registros Propagación del acarreo Sumador paralelo en circuitos integrados Sistema complemento a Sumador en BCD Multiplicadores binarios CI aritméticos complejos Símbolo IEEE/ANSI Detección de fallas: estudio de casos 291 Problemas 293 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Contadores y Registros Contadores asíncronos (de rizo) Contadores con números MOD 2N Contadores asíncronos en CI Contador asíncrono descendente Retardo de propagación en contadores de rizo Contadores síncronos (paralelos) Contadores prefijables El contador (LS193/HC193) información adicional sobre la notación de dependencia IEEE/ANSI Decodificación de un contador Decodificación de transiciones falsas Conexión en cascada de contadores BCD Diseño de contadores síncronos Contadores de registro de corrimiento Aplicaciones de los contadores: contador de frecuencia Aplicaciones de los contadores reloj digital Registros en circuitos integrados Entrada paralela/salida paralela: el y el Entrada serial/salida serial: el 4731B Entrada paralela/salida serial: el 74165/74LS65/74HC entrada serial/salida paralela: 74164/74LS164/74HC Símbolos IEEE/ANSI para registros Detección de fallas 373 Problemas 376 Repuestas para la sección de preguntas de repaso Familias lógicas de circuitos integrados Terminología empleada La familia lógica TTL Características de la serie TTL estándar Otras series TTL Carga y factor de carga de salida en la serie TTL Otras características TTL Salidas TTL de colector abierto TTL de tres estados 434

4 8.9. La familia ECL de CI digitales Circuitos integrados digitales MOS EL MOSFET Circuitos digitales MOSFET Características de los circuitos lógicos MOS Circuitos lógicos MOS complementarios Características de las series CMOS Salidas CMOS de tres estados y de drenaje abierto Compuerta de transmisión CMOS (Interruptor bilateral) Interconexión de CI Manejo de CMOS por TTL Manejo de TTL por CMOS Detección de fallas 468 Problemas 471 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Circuitos Lógicos MSI Decodificadores Decodificadores/manejadores de BCD a siete segmentos Dispositivos de visualización de cristal líquido Codificadores Símbolo IEEE/ANSI Detección de fallas Multiplexores (selectores de datos) Aplicaciones de multiplexores Demultiplexores (distribuidores de datos) Información adicional sobre la simbología IEEE/ANSI Ejemplos adicionales sobre detección de fallas Comparador de magnitud Convertidores de código Registros de tres estados Envía de datos por un canal 546 Problemas 553 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Interfaz con el Mundo Analógico Interfaz con el mundo analógico Conversión digital analógica Circuitería de un convertidor D/A Especificaciones del DAC Aplicaciones del DAC Detección de fallas en el DAC Conversión analógica digital ADC de rampa digital ADC de datos ADC de aproximaciones sucesivas ADC paralelo Otras métodos de conversión A/D Voltímetro digital Circuitos de muestreo y retención 615

5 Multiplexado Osciloscopio de almacenamiento digital (DSO) 618 Problemas 619 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Dispositivos de Memoria Terminología empleada Operación general de la memoria Conexiones CPU memoria Memorias sólo de lectura (ROM) Arquitectura de la ROM Temporización de la ROM Tipos de ROM Aplicaciones de las ROM Dispositivos lógicos programables RAM de semiconductor Arquitectura de la RAM RAM estática (SRAM) RAM dinámica (DRAM) Estructura y operación de la RAM dinámica ciclos de lectura/escritura en la RAM Refresco del contenido de la DRAM Expansión del tamaño de la palabra y la capacidad RAM no volátil Memorias secuénciales Memorias magnéticas Detención de fallas en sistemas de RAM Pruebas de ROM 717 Problemas 718 Respuestas para la sección de preguntas de repaso Introducción al Microprocesador y a la Microcomputadora Qué es una computadora digital? Cómo piensan las computadoras? El agente secreto Organización de un sistema de computadora básico Elementos básicos de la microcomputadora Palabras de computador Palabras de instrucción Ejecución de un programa en lenguaje de máquina Estructura típica de una microcomputadora Operaciones de lectura y escritura Comentarios finales 757 Apéndice I: Glosario 759 Apéndice II: Hojas de especificaciones de los fabricantes 769 Respuestas a problemas seleccionados 799 Índice 809