electronica digital, compuertas, tabla de verdad
TRANSCRIPT
Electrónica digital La palabra "digital" tiene origen latino: digitus = dedos
(contar con los dedos)
En la técnica digital solamente existen dos posibles valores de la señal y si bien son solo dos, hay varias maneras de representarlos. En la siguiente tabla se
muestran los diferentes tipos de interpretaciones.
Los circuitos digitales son implementados por 3 tipos fundamentales de circuitos lógicos: AND, OR y NOT y las tecnologías utilizadas son:
• - TTL: transistor.• CMOS: Es un tipo de memoria que contiene información
sobre la configuración del sistema.• ECL: Lógica Emisores acoplados .
Compuertas Logicas
Son circuitos que generan voltajes de salida en función de la combinación de entrada correspondientes a las Funciones Lógicas.
Trabajan con dos estados logicos ( 0, 1) los cuales pueden asignarse de acuerdo a la logica positiva, o a la logica negativa.
Logica positiva Logica negativa Compuerta AND Compuerta OR
Compuerta NOT Compuerta NAND Compuerta NOR Compuerta XOR
Compuerta XNOR
Logica Positiva
En la logica positiva una tension alta representa un 1 binario y una tension baja representa un 0 binario.
Logica negativa
En la lógica negativa una tension alta equivale a un 0 binario y una tension baja equivale a 1 binario.
Compuerta AND
Es una de las compuertas mas simples dentro de la Electrónica Digital. Su representación es la que se muestra en las figuras. Como se puede ver tiene dos entradas A y B, aunque puede tener muchas más (A,B,C, etc.) y sólo tiene una salida X.
Compuerta AND
A B X
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
Esta situación se representa en el álgebra como:
X = A * B o X = AB.
Tabla de Verdad
Compuerta AND de 3 entradas.
Una compuerta AND puede tener muchas entradas. Una AND de múltiples entradas puede ser creada conectando compuertas simples en serie. Si si se necesita una AND de 3 entradas y no hay disponible, es fácil crearla con dos compuertas AND en serie o cascada como se muestra en la siguiente figura:
Compuerta AND de 3 entradas.
Tabla de verdad
A B C X
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 0
1 1 0 0
1 1 1 1
Compuerta OR
Esta compuerta entrega una salida positiva si en cualquier entrada o en ambas esta presente un 1
Compuerta OR
Su ecuacion es X = A + B
y su tabla de verdad es
A B X
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
Compuerta NOT
Dentro de la electrónica digital, no se podrían lograr muchas cosas si no existiera la compuerta NOT (compuerta NO), también llamada compuerta inversora, que al igual que las compuertas AND y OR tiene una importancia fundamental.
Compuerta NAND
La compuerta NAND (no y) opera de forma contraria a una AND, es su negación.
Esta compuerta entrega una salida baja cuando todas sus entradas son altas y una salida alta cuando por lo menos una entrada es baja
Compuerta NAND
Su representacion esX = A * B
Y su tabla de verdad es
A B X
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Compuerta NOR
Esta compuerta es el resultado de invertir la salida de una compuerta OR, esto es, esta compuerta tiene una salida alta solo cuando todas sus entradas son bajas, en cualquier otro caso la salida sera baja.
Compuerta NOR
Su representacion es X = A + B
Y su tabla de verdad es:
A B X
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 0
Compuerta OR exclusiva o XOR
Esta compuerta realiza una suma lógica entre a por b invertida y a invertida por b.Por lo cual se denomina OR exclusiva.
Esta compuerta tendra una salida alta, siempre y cuando sus entradas tengan niveles distintos
Compuerta XOR
Su representacion es: X = A + B
Y su tabla de verdad es:
A B X
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
Compuerta NOR exclusiva o XNOR
La compuerta XNOR opera en forma opuesta a la XOR, entregando una salida alta cuando sus entradas tienen el mismo nivel.
Esta propiedad la hace ideal para su aplicación en comparadores.
Compuerta XNOR Su representacion es:
X = A + B Y su tabla de verdad es:
A B X
0 0 1
0 1 0
1 0 0
1 1 1
• La tabla de verdad de una suma binaria con acarreo
Si se analiza con atención la tabla de verdad de la izquierda, se puede ver que la columna del Acarreo es el resultado de una compuerta AND y que la columna Suma es una compuerta O exclusiva.
• ¿Cómo trabaja un temporizador?
El elemento fundamental del temporizador esun contador binario, encargado de contar los
pulsos suministrados por algún circuitooscilador, con una base de tiempo estable y
conocida.
El temporizador es un circuito digital, dispone de dos salidas, una salida es la inversa de la otra.
El temporizador solamente posee un estado estable, el otro estado es inestable, permanece en su estado
estable, hasta que se activa con un pulso de entrada, una vez que se activa cambia a su estado inestable y ahí
permanece por un periodo fijo de tiempo
• Contadores digitales.
En el sentido más elemental, los contadores son sistemas de memoria que “recuerdan” cuántos pulsos de reloj han sido aplicados en la entrada. La secuencia en que
esta información se almacena depende de las condiciones de la aplicación y del criterio del diseñador
de equipo lógico.
• Contadores Asincrónicos (Tipo Rizado)
El contador tipo rizado es un contador básico comúnmente implementado con circuitos integrados.
De todos los contadores éste es el más sencillo en lógica y, por lo tanto, el de diseño más fácil, sin embargo este contador está limitado por su velocidad de operación.
En la figura anterior se muestra un contador binario tipo rizado de 4 digitos. Inicialmente todos los flip-flops están en el estado lógico 0 (QA = QB = QC = QD =0). Se aplica un pulso de reloj en la entrada de reloj del flip-flop A usando que QA cambie de 0 lógico a 1 lógico, el flip-flop B no cambia de estado, ya que es disparado por la transición negativa del pulso, o sea, cuando la entrada de relojcambie de 1 lógico a 0 lógico…
• Contador Sincrónico.
El contador sincrónico elimina los retrasos acumulativos de los flip-flops que se vieron en los contadores tipo rizado. Todos los flip-flops en el contador sincrónico están bajo
el control del mismo pulso de reloj. La velocidad de repetición está limitada sólo por el retraso de uno de los flip-flops, más el retraso introducido por los bloques de
control. El diseño de contadores sincrónicos para cualquier base numérica diferente de alguna potencia de
2 se dificulta más que los contadores tipo rizado
