Sistemas Electrónicos Digitales

Transcripción

1 Sistemas Electrónicos Digitales Profesor: Carlos Herrera C. I. Unidad COMPUERTAS LOGICAS Las compuertas lógicas son dispositivos que operan con aquellos estados lógicos Binarios y que funcionan igual que una calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta realiza una operación, y finalmente, te muestra el resultado. Una compuerta lógica es un dispositivo que nos permite obtener resultados, dependiendo de los valores de las señales que le ingresemos. Es necesario aclarar entonces que las compuertas lógicas se comunican entre sí (incluidos los microprocesadores), usando el sistema BINARIO. Este consta de solo 2 indicadores 0 y 1 llamados BIT dado que en electrónica solo hay 2 valores equivalentes 0=0volt 1=5volt (conectado-desconectado). Es decir que cuando conectamos una compuerta a el negativo equivale a introducir un cero (0) y por el contrario si derivamos la entrada a 5v le estamos enviando un uno (1). Ahora para comprender como se comporta cada compuerta se debe ver su TABLA DE VERDAD. Esta nos muestra todas las combinaciones lógicas posibles y su resultado.

2 COMPUERTA AND La compuerta AND hace la función de multiplicación lógica. Es decir toma los valores que le aplicamos a sus entradas y los multiplica. Tabla de verdad AND COMPUERTA NAND La compuerta NAND también hace la función de multiplicación, pero entrega el valor negado. Esto es muy útil, dado que si estuviéramos usando una AND normal tendríamos que usar otro chip con un NOT para negar el resultado. Tabla de verdad NAND

3 COMPUERTA OR La compuerta OR realiza la función de suma lógica. Cuando se le aplica un uno a cualquiera de sus entradas el resultado de salida será uno, independiente del valor de la otra entrada. Excepto cuando las dos entradas estén en 0 la salida será 0. Tabla de verdad OR COMPUERTA NOR La compuerta NOR realiza la función de suma, pero entrega el resultado invertido, ahorrándonos un NOT. Su salida será 1 solo si las dos entradas son 0. Tabla de verdad NOR

4 COMPUERTA X-OR Esta compuerta XOR (OR-exclusiva) se comporta de una manera especial. Su característica especial es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son distintas, sean 0-1 ó 1-0. Tabla de verdad X-OR COMPUERTA X-NOR Esta compuerta XNOR o Nor exclusiva, también se comporta de una manera especial. Su característica es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son del mismo valor, sean 0-0 ó 1-1. Tabla de verdad X- NOR SUGERENCIA: Revise la presentación que encontrara en la siguiente dirección: Tecnología Ele. Y Electrónica Archico SWF para estudio de electrónica digital

5 Cuestionario 1.- Establezca cual es la diferencia entre el tratamiento análogo y digital de la información. 2.- Explique con sus propias palabras que entiende usted por un sistema Digital, y donde se ve reflejado en los sistemas tecnológicos. 3.- Explique en que consiste la Lógica Positiva, y la Lógica Negativa, en Los Sistemas Digitales. 4.- según los Gráficos de la Figura 1. Que sistema de lógica representa? Figura defina que es el Algebra de Boole. 6.- Cual es la importancia de los Postulados y teoremas, para desarrollar El Algebra de Boole? 7.- La siguiente tabla de verdad corresponde a la compuerta lógica: A) Ex OR B) NOT C) NAND D) OR E) Ex NOR 8.- Según la siguiente función de salida desarrolle: F = { [ (E1 X E2) + (E3 + E4) ] ' X E3 } a) Diagrama Lógico b) Tabla de Verdad c) Circuito Eléctrico

6 9.- - Para un circuito lógico de cinco entradas la cantidad de salidas en la tabla De verdad corresponderá a: A) 8 salida B) 12 salidas C) 32 salidas D) 16 salidas E) 64 salida 10 - La compuerta digital Ex N0R realiza la operación de: A) Sumar B) Restar C) Comparar D) Multiplicar E) Dividir 11.- Desarrolle el diagrama Lógico, para la siguiente Expresión Booleana + C MATERIAL COMPLEMENTARIO: Sistemas Digitales Profesor: Carlos Herrera C. I. Introducción a los Sistemas Digitales Se puede definir un sistema digital como cualquier sistema de transmisión o procesamiento de información en el cual la información se encuentre representada por medio de cantidades físicas (señales) que se hayan tan restringidas que sólo pueden asumir valores discretos. En contraposición a los

7 sistemas digitales están los sistemas analógicos en los cuales las señales tanto de entrada como de salida no poseen ningún tipo de restricción y pueden asumir todo un continuo de valores (es decir, infinitos). La principal ventaja de los sistemas digitales respecto a los analógicos es que son más fáciles de diseñar, de implementar y de depurar, ya que las técnicas utilizadas en cada una de esas fases están bien establecidas. Por lo tanto, es más sencillo y flexible realizar un diseño digital que uno analógico. Las operaciones digitales también son mucho más precisas y la transmisión de señales dentro del circuito y entre circuitos es más fiable porque utilizan un conjunto discreto de valores, fácilmente discernibles entre sí, lo que reduce la probabilidad de cometer errores de interpretación. Los sistemas digitales tienen también una gran ventaja cuando nos referimos al almacenamiento. Por ejemplo, cuando la música se convierte a formato digital puede ser almacenada de una forma mucho más compacta que en modo analógico. El mejor argumento a favor de la mayor flexibilidad de los sistemas digitales se encuentra en los actuales ordenadores o computadoras digitales, basados íntegramente en diseños y circuitos digitales. Los sistemas digitales se definen a través de funciones digitales que son, ni más ni menos, que aplicaciones entre dos conjuntos discretos: el conjunto de todas las entradas posibles X y el Conjunto de todas las salidas posibles Y. Qué es Electrónica Digital...? Obviamente es una ciencia que estudia las señales eléctricas, pero en este caso son señales discretas, es decir, están bien identificadas, razón por la cual a un determinado nivel de tensión se lo llama estado alto o bajo. Suponte que las señales eléctricas con que trabaja un sistema digital son 0V y 5V. Es obvio que 5V será el estado alto o uno lógico, pero bueno, habrá que tener en cuenta que existe la: Lógica Positiva y Lógica Negativa, veamos cada una de ellas.

8 Lógica Positiva En esta notación al 1 lógico le corresponde el nivel más alto de tensión (positivo, si quieres llamarlo así) y al 0 lógico el nivel mas bajo (que bien podría ser negativo), pero que ocurre cuando la señal no está bien definida...?. Entonces habrá que conocer cuales son los límites para cada tipo de señal (conocido como tensión de histéresis), en este gráfico se puede ver con mayor claridad cada estado lógico y su nivel de tensión. Lógica Negativa Aquí ocurre todo lo contrario, es decir, se representa al estado "1" con los niveles más bajos de tensión y al "0" con los niveles más altos. Desde ahora ya sabrás a que nos referimos con estados lógicos 1 y 0.