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Circuitos

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  • 1. República Bolivariana de VenezuelaMinisterio del poder popular para la educaciónInstituto Universitario Antonio José de Sucre Barquisimeto Estado Lara Integrante: Arturo Ramones C.I 21.725.354
  • 2. Circuitos LógicosCircuito lógico es aquel que maneja la información en forma de "1" y "0", dos niveleslógicos de voltaje fijos."1" nivel alto o "high" y "0" nivel bajo o "low".Los circuitos lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND(Y), compuerta OR (O), compuerta NOT (NO)......Y combinaciones pocas o muy complejas de los circuitos antes mencionados.Estas combinaciones dan lugar a otros tipos de elementos digitales como los compuertas,entre otros. Compuerta Nand (No Y) Compuerta Nor (No O) Compuerta Or Exclusiva (O Exclusiva) Mutiplexores O Multiplexadores Demultiplexores O Demultiplexadores Decodificadores Codificadores Memorias Flip-Flops Microprocesadores Micro-controladoresLa electrónica moderna usa electrónica digital para realizar muchas funciones.Aunque los circuitos electrónicos podrían parecer muy complejos, en realidad seconstruyen de un número muy grande de circuitos muy simples.En un circuito lógico digital se transmite información binaria (ceros y unos) entre estoscircuitos y se consigue un circuito complejo con la combinación de bloques de circuitossimples.
  • 3. La información binaria se representa en la forma de: (ver gráficos arriba)- "0" ó "1",- "abierto" ó "cerrado" (interruptor),- "On" y "Off",- "falso" o "verdadero", etc.Los circuitos lógicos se pueden representar de muchas maneras. En los circuitos de losgráficos anteriores la lámpara puede estar encendida o apagada ("on" o "off"), dependiendode la posición del interruptor. (Apagado o encendido)Los posibles estados del interruptor o interruptores que afectan un circuito se puedenrepresentar en una tabla de verdad. La Tabla de la VerdadLa tabla de verdad es un instrumento utilizado para la simplificación de circuitos digitales através de su ecuación booleana.Las tablas de verdad pueden tener muchas columnas, pero todas las tablas funcionan deigual forma.Hay siempre una columna de salida (última columna a la derecha) que representa elresultado de todas las posibles combinaciones de las entradas.El número total de columnas en una tabla de verdad es la suma de las entradas que hay + 1(la columna de la salida).El número de filas de la tabla de verdad es la cantidad de combinaciones que se puedenlograr con las entradas y es igual a 2n, donde n es el número de columnas de la tabla deverdad (sin tomar en cuenta la columna de salida)Ejemplo: en la siguiente tabla de verdad hay 3 columnas de entrada, entonces habrán: 23 =8 combinaciones (8 filas)Un circuito con 3 interruptores de entrada (con estados binarios "0" o "1"), tendrá 8posibles combinaciones. Siendo el resultado (la columna salida) determinado por el estadode los interruptores de entrada.
  • 4. Los circuitos lógicos son básicamente un arreglo de interruptores, conocidos como"compuertas lógicas" (compuertas AND, NAND, OR, NOR, NOT, etc.). Cada compuertalógica tiene su tabla de verdad.Si pudiéramos ver con más detalle la construcción de las "compuertas lógicas", veríamosque son circuitos constituidos por transistores, resistencias, diodos, etc., conectados demanera que se obtienen salidas específicas para entradas específicasLa utilización extendida de las compuertas lógicas, simplifica el diseño y análisis decircuitos complejos. La tecnología moderna actual permite la construcción de circuitosintegrados (ICs) que se componen de miles (o millones) de compuertas lógicas.
  • 5. Circuitos CombinatoriosUn circuito combinatorio es un arreglo de compuertas lógicas con un conjunto de entradasy salidas.Las n variables de entrada binarias vienen de una fuente externa, las m variables de salidavan a un destino externo, y entre éstas hay una interconexión de compuertas lógicas. Uncircuito combinatorio transforma la información binaria de los datos de entrada a los datosde salida requeridos.Un circuito combinatorio puede describirse mediante una tabla de verdad que muestre larelación binaria entre la n variable de entrada y las m variables de salida. Puedeespecificarse también con m funciones booleanas, una por cada variable de salida. Cadafunción de salida se expresa en término de la n variables de entrada.El análisis de un circuito combinatorio comienza con un diagrama de circuito lógicodeterminado y culmina con un conjunto de funciones booleanas o una tabla de verdad.El diseño de circuitos combinatorios parte del planteamiento verbal del problema y terminacon un diagrama de circuito lógico. Pasos:1- Se establece el problema2- Se asignan letras a las variables de entrada y salida3- Se deriva la tabla de verdad que define la relación entre entradas y salidas4- Se obtienen las funciones booleanas simplificadas para cada salida5- Se traza el diagrama lógico SemisumadorUn circuito combinatorio que ejecuta la suma de dos bits se llama semisumador.Las variables de entrada de un semisumador se llaman bits sumando y consumando. Lasvariables de salida se llaman suma y acarreo. Sumador completo o total.Es un circuito combinatorio que forma la suma aritmética de tres bits de entrada. Consistede tres entradas y dos salidas. Dos de las variables de entrada representan los dos bitssignificativos a sumarse. La tercera representa el acarreo de la posición menos significativaprevia.
  • 6. Flip-FlopsEl tipo más común de circuitos secuenciales es el tipo síncrono. Estos emplean señales queafectan los elementos de almacenamiento sólo en instantes discretos de tiempo. Lasincronización se logra con un dispositivo de tiempo llamado generador de pulso de reloj,que produce un tren periódico de pulsos de reloj. Los elementos de almacenamiento seafectan solo con la llegada del pulso de sincronización. Los circuitos secuenciales síncronosraramente manifiestan problemas de inestabilidad y su temporización se descomponefácilmente en pasos discretos independientes.Los elementos de almacenamiento empleados en los circuitos secuenciales con reloj sellaman flip-flops. Un flip-flop es una celda binaria capaz de almacenar un bit deinformación. Tiene dos salidas, una para el valor normal y una para el valorcomplementario del bit almacenado. Un flip-flop mantiene un estado binario hasta que esdirigido por un pulso de reloj para que cambie el estado.** Flip-flop SRTiene tres entradas, S (de inicio), R (reinicio o borrado) y C (para reloj). Tiene una salidaQ, y a veces también tiene una salida complementada. Hay un pequeño triángulo enfrentede la letra C, para designar una entrada dinámica. Denota el hecho de que el flip-flopresponde a una transición positiva (de 0 a 1) de la señal de reloj.Si no hay una señal en la entrada de reloj C, la salida del circuito no puede cambiarindependientemente de cuáles sean los valores de las entradas S y R. Sólo cuando la señalcambia de 0 a 1 puede la salida afectarse de acuerdo con los valores de las entradas.Este flip-flop no debe recibir pulsos de reloj cuando S=R=1 ya que produce un estadosiguiente indeterminado.** Flip-flop DUn flip-flop SR se convierte a un flip-flop D insertando un inversor entre S y R y asignandoel símbolo D a la entrada única. La entrada D se muestra durante la ocurrencia de unatransición de reloj de 0 a 1.La salida Q recibe su valor de la entrada D cada vez que la señal de reloj pasa a través deuna transición de 0 a 1.Aunque el flip-flop D tiene la ventaja de tener sólo una entrada, tiene la desventaja de quesu tabla característica no tiene una condición Q(t + 1) = Q(t) “sin cambio”.
  • 7. Flip-flop JKLas entradas J y K se comportan como las entradas S y R para iniciar y reiniciar el flip-flop.Cuando las entradas J y K son ambas igual a 1, una transición de reloj alterna las salidas delflip-flop a su estado complementario. Flip-flop TEste flip-flop se obtiene del tipo JK cuando las entradas J y K se conectan paraproporcionar una entrada única designada por T. El flip-flop T tiene sólo dos condiciones.Ecuación característica: Q (t + 1) = Q (t) T. Flip-flop disparado por el flancoSirve para sincronizar el cambio de estado durante una transición de pulso de reloj. En estetipo de flip-flop, las transiciones de la salida ocurren a un nivel específico de pulso de reloj.Cuando el nivel de pulso de entrada excede este nivel de umbral, las entradas se tienen demanera que el flip-flop no responde a cambios adicionales de las entradas hasta que elpulso de reloj regresa a 0 y ocurre otro pulso.La transición de reloj positiva efectiva incluye un tiempo mínimo llamado tiempo deestablecimiento, en el cual la entrada D debe permanecer en un valor constante antes de latransición, y un tiempo definido llamado tiempo de retención, en el cual la entrada D nodebe cambiar después de la transición positiva. Flip-flop amo-esclavoEste tipo de circuito consta de dos flip-flops. El primero es el amo y responde al nivelpositivo del reloj; el segundo es el esclavo y responde al nivel negativo del reloj. Elresultado es que la salida cambia durante la transición de la señal del reloj de 1 a 0.

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