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Electronica digital I
Contenidos:
Estados
La electronica digital se sirve de dos estados logicos verdadero
(high 1) y falso (low 0). Esto sirve para
representar estados de forma clara y reducida. Por ejemplo se
puede decir que la luz esta apagada (0) con solamente un simbolo.
Como la electronica no se escribe sobre un papel, sino que se
utiliza de forma fisica, los estados se expresan en un circuito
con una diferencia de potencia. 1 se representa con 5
voltios y 0 con 0 voltios. Asi que una señal
se puede transportar con un cable que tenga una diferencia de
potencial y se puede registrar a una distancia considerable.
Para realizar operaciones con diferentes señales existen
diferentes dispositivos, llamados puertas logicas que procesan
señales. Tienen una (o varias) entradas y una salida.
Las puertas logicas mas significativas son: NOT, AND,
OR y XOR.
NOT:
Significa no en ingles y devuelve el contrario de su entrada:
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Entrada A
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Salida B
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1
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0
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|
0
|
1
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La tabla que expresa el
valor de las entradas y sus respectivas salidas se llama
"tabla de la verdad".
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Simbolo de un componente
NOT.
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Ademas las operaciones que realizan las puertas logicas se pueden
expresar con ecuaciones:
AND:
El significado de esta palabra inglesa es "y". Su tabla
de la verdad es la siguiente:
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Entrada A
|
Entrada B
|
Salida C
|
|
0
|
0
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0
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1
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0
|
0
|
|
0
|
1
|
0
|
|
1
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1
|
1
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La tabla de la verdad
del AND tiene la caracteristica unica de que la salida solamente
es verdadera si las dos entradas lo son.
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Simbolo de un componente
AND.
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La logica booleana describe
el comportamiento del AND.
OR:
La expresion inglesa significa "o" y el comportamiento
de la puerta logica es simple: si una u otra entrada es verdadera
la salida es verdadera:
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Entrada A
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Entrada B
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Salida C
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0
|
0
|
0
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1
|
0
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1
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|
0
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1
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1
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1
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1
|
1
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La tabla de la verdad
del OR tiene la caracteristica de que la salida es verdadera
si unicamente una de las dos entradas lo es.
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Simbolo de un componente
OR.
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XOR:
Es una puerta logica similar al OR con la unica diferencia que
tambien es verdadera cuando las dos entradas lo son:
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Entrada A
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Entrada B
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Salida C
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0
|
0
|
0
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1
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0
|
1
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|
0
|
1
|
1
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|
1
|
1
|
0
|
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La tabla de la verdad
del OR tiene la caracteristica de que la salida es verdadera
si unicamente una de las dos entradas lo son.
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Simbolo de un componente
XOR.
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Logica Booleana
El matematico ingles George Boole estudio las expresiones logicas,
creando lo que hoy se denomina logica booleana. Esta logica se
aplica cuando hay dos unicos valores (verdadero y falso, 1 y 0).
En la logica booleana, AND (interseccion logica)
corresponde mas o menos a la multiplicacion. En este campo se
utiliza un simbolo especial, pero en electronica habitualmente
se escribe:
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C = A * B
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o, simplemente:
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C = AB
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Los resultados, en este caso, corresponden a los de la multiplicacion
normal:
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0 * 0 = 0
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1 * 0 = 0
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0 * 1 = 0
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1 * 1 = 1
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Teorema de De Morgan
Logica combinatoria
La fuerza de la electronica de hoy en dia se debe a la logica
combinatoria, ya que la sencillez de una sola puerta logica impide
que esta pueda desarrollar un trabajo complejo.
Hasta ahora hemos visto, por ejemplo, una puerta AND, pero que
unicamete tenia dos entradas. Si queremos un AND de varias entradas
necesitaremos combinar diferentes puertas AND. Si conectamos a
la salida de un AND una entrada de otro AND tendermos una AND
de tres entraadas, en el que las dos entradas del primero y la
entrada libre del segundo seran las entradas y la salida del segundo
AND sera la salida del AND de tres entradas:
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Entrada A
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Entrada B
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Entrada C
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Salida D
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X
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X
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0
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0
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X
|
0
|
X
|
0
|
|
0
|
X
|
X
|
0
|
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1
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1
|
1
|
1
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La tabla de la verdad
del AND de tres entradas. La salida no es 1 al menos que
todas las entradas lo sean.
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Construccion de un AND
de tres entradas con la logica combinatoria.
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Como puede ver se pueden combinar las diferentes puertas logicas
para conseguir dispositivos con diferentes comportamientos como
este NOR y NAND, que son un OR y un AND con la salida negada,
por lo que su salida es la inversion de la de un OR y AND:
Las posibilidades de combinar dispositivos es
infinita, por lo que la combinatoria se merece un apartado muy
extenso y especial. En el tutorial electronica
digital II me concentrare en los diferentes dispositivos
como mmonoestables, biestables, memorias, dispositivos PISO
y SIPO entre otros, que estan hechos a partir de puertas logicas.
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