Electrónica digital

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Electrónica digital

  1. 1. ELECTRÓNICA DIGITAL
  2. 2. 1.- Introducción Hemos visto hasta ahora algunos componentes muy utilizados en los circuitos de electrónica analógica. Esta tecnología se caracteriza porque las señales físicas (temperatura, sonido, imagen, etc...) se convierte en una señal eléctrica con la misma forma de onda que la señal física. . Veamos un ejemplo. En un aparato de sonido “analógico” el sonido se convierte en señal eléctrica, esta señal la podemos modificar, grabar, etc. A la salida de los altavoces la señal eléctrica se convierte en una señal de sonido. La señal analógica es una onda que puede tomar cualquier valor de voltaje a lo largo del tiempo
  3. 3. Si utilizamos un sistema digital (ejemplo un CD ) el sonido se codifica con dos únicos valores ( 0 ó 1) a estos valores se les denomina valores binarios, este sistema de manejar la información es la base de toda la electrónica digital. En los circuitos digitales una señal de voltaje (por ejemplo 5 V) equivale a un 1 lógico y una señal de “no voltaje” (0 voltios) equivale a un 0 lógico.
  4. 4. Las aplicaciones más representativas de la electrónica digital son: - Sistemas de control industrial (controladores o autómatas programables). - Equipos de proceso de datos (tratamiento de datos, ordenadores). - Otros equipos y productos electrónicos (electrodomésticos, alarmas, etc.). Hoy en día, la palabra “digital” aparece en multitud de situaciones, y siempre asociada a cosas novedosas. La expresión “sonido digital” nos “suena” muy bien. Creemos que es un sonido perfecto. Lo asociamos a un CD, o al audio de una película en DVD, que consideramos casi real. Llevamos tiempo con televisión digital por satélite y, desde noviembre de 2005, la Televisión Digital Terrestre es una realidad en vuestras casas. Gracias a un decodificador digital-analógico, podéis recibir unas imágenes y sonidos de una calidad bastante superior.
  5. 5. Los ordenadores y en general todos los sistemas que utilizan electrónica digital utilizan el sistema binario. En la electrónica digital sólo existen dos estados posibles (1 o 0) por lo que interesa utilizar un sistema de numeración en base 2, el sistema binario. Dicho sistema emplea únicamente dos caracteres, 0 y 1. Estos valores reciben el nombre de bits (dígitos binarios). Así, podemos decir que la cantidad 10011 está formada por 5 bits. Los grupos de bits (combinaciones de ceros y unos) se llaman códigos y se emplean para representar números, letras, instrucciones, símbolos. Cada bit dentro de una secuencia ocupa un intervalo de tiempo definido llamado periodo del bit. En los sistemas digitales todas las señales han de estar sincronizadas con una señal básica periódica llamada reloj .
  6. 6. Es un dispositivo que tiene una o más entradas binarias cada una de las cuales sólo puede recibir dos tipos de señales, encendido o apagado, y que genera una señal determinada específicamente por la señal de entrada. Esto se representa con lo que se conoce como tablas de verdad: A B salida 0 0 1 1 0 1 0 1 Combinando puertas lógicas se montan los llamados circuitos de control que permiten llevar a cabo tareas de control y cálculo de forma automática. CIC JULIO SÁNCHEZ
  7. 7. AND:(multiplicación lógica)Tienen que estar las dos encendidas para que de señal. A B salida A Y B 0 0 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 NAND:Siempre da señal, a no ser, que las dos estén encendidas. A B salida A B Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 0 CIC JULIO SÁNCHEZ
  8. 8. OR:Con que haya encendida una da señal.(suma lógica) A B salida A B Y 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 NOR:Si las dos están apagadas dan señal. A B salida A B Y 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 0 0 CIC JULIO SÁNCHEZ
  9. 9. Puerta NOT. La figura muestra es símbolo de un circuito NOT, al cual se le llama más comúnmente INVERSOR. Este circuito siempre tiene una sola entrada y su nivel lógico de salida siempre es contrario al nivel lógico de esta entrada. Junto a la figura, se indica la tabla de verdad de esta función CIC JULIO SÁNCHEZ
  10. 10. 4.6. Puerta OR Exclusiva (X-OR u OR-EX). En la figura se muestra el símbolo de una puerta XOR de dos entradas. La salida es 1 lógico si y solo si A es diferente de B. Si A y B son ambas 0 lógico o ambas son 1 lógico entonces SAL vale 0.
  11. 11. CIRCUITOS LÓGICOS A partir de que nos planteen un problema lo primero que deberemos saber es el número de variables (sensores, pulsadores, interruptores, etc) que vamos a utilizar y a cada uno de ellos le asignamos una letra de una variable lógica (a, b, etc). Al elemento de salida le llamamos S, y a continuación sacamos la tabla de la verdad poniendo los posibles valores de las variables (0 o 1) y el valor que tomará la salida para esos valores (tabla de la verdad del problema o circuito). Ejemplo: queremos que una caja fuerte se abra cuando se pulsen dos pulsadores a la vez: TENDREMOS DOS VARIABLES a y b (pulsadores que pueden estar encendidos 1 o apagados 0) Entrada a Entrada b Salida S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
  12. 12. A continuación sacamos la función lógica del problema: De la tabla de la verdad cogemos las filas que den como salida el valor 1, y multiplicamos las variables de cada fila que tenían valor 1 independientemente poniendo invertidas las que tengan valor 0 y en estado normal las que tengan valor 1. Por último sumamos todos los productos obtenidos y esa será la función lógica del problema. S= a x b Entrada a Entrada b Salida S 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
  13. 13. Una vez que tenemos la función lógica y la tabla de la verdad sacamos el circuito lógico combinacional poniendo tantas líneas verticales como variables tengamos. Sacamos líneas horizontales para cada variable de cada producto de la función, colocando para las variables invertidas la puerta NO. Unimos las variables de cada producto con la función AND (producto) y al final unimos los productos mediante la puerta O (función suma). En el ejemplo sería muy sencillo el circuito ya que corresponde con la puerta AND, ya que solo hay una fila con S=1.
  14. 14. Se desea instalar un sistema de seguridad en una vivienda compuesto por unos sensores, una alarma sonora y un circuito de control. Cuando el sistema esté activado (lo cual se hará cerrando un interruptor), un timbre deberá sonar cuando alguna de las dos ventanas de la vivienda se abra. Si el sistema no está activado, el timbre no sonará aunque se abra alguna de las ventanas, o las dos a la vez. Diseñaremos un circuito electrónico digital, utilizando puertas NOT, OR y AND. 1º asignamos las variables y sus valores
  15. 15. 2º elaboramos la tabla de verdad 3.- obtenemos la función lógica

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