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Electrónica Digital
El mundo digital y el mundo analógico
 Representaciones
Analógicas
– Las señales analógicas o señales
continuas en amplitud son las que varían
en función del tiempo, adquiriendo
valores dentro de un intervalo continuo.
 Representaciones
Digitales.
– Varían entre valores discretos.
– Las señales digitales son discretas en el
tiempo y en amplitud. Son utilizadas en
los sistemas modernos de
telecomunicaciones ya que son eficientes
y efectivas
La electrónica digital es la rama de la
electrónica que se encarga del
estudio de sistemas electrónicos en
los cuales la información se
presenta por medio de cantidades
físicas que se hayan restringidas o
limitadas a solo dos valores, por la
razón expuesta el sistema de
numeración utilizado en los
sistemas digitales es el base dos,
binarios, el cual solamente utiliza
dos símbolos, que son 0 y 1.
Números utilizados en
electrónica digital
 El
sistema de numeración decimal es
familiar en todo el mundo. Este
utiliza los símbolos 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9. El sistema de numeración
decimal también se le conoce como
sistema de base 10, esto por los diez
símbolos diferentes para representar
cualquier cantidad.
Sistema Numéricos y de
Codificación.
-
-
Sistema binario
Sistema Octal
Sistema Hexadecimal
Código BCD
Código Gray
Códigos alfanuméricos
Sistema Binario.
 Sistema
numérico mas optimo para
los sistemas digitales.
 Funciona dos Niveles 0 y 1.(Dos
estados).
 Opera en Base 2.
 Equivalencia según la operación.
Números Binarios
El sistema de numeración binario
utiliza solamente dos símbolos
(0,1). Se dice que tiene una raíz 2 y
comúnmente se denomina sistemas
de numeración en base 2.
Los números del sistema hexadecimal
(base 16) y octal (8) son utilizados
para representar grupos de binarios
y facilitar cálculos.
C
Ó
D
I
G
O
S
Decimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Binario
0 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 0 0 0
1 0 0 1
1 0 1 0
1 0 1 1
1 1 0 0
1 1 0 1
1 1 1 0
1 1 1 1
Octal
0
1
2
3
4
5
6
7
10
11
12
13
14
15
16
17
Hexadecimal
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C
D
E
F
Conversiones
• De Binario a Decimal
1 1 0 1 = 1 x 23 + 1 x 22 + 0 x 21 + 0 x 20
• De Octal a Decimal
3 6 1 4 = 3 x 83 + 6 x 82 + 1 x 81 + 4 x 80
• De Hexadecimal a Decimal
9 E 5 A = 9 x 163 + 14 x 162 + 5 x 161 + 10 x 160
Conversión Binario a Decimal
11001012 
1* 2  1* 2  0 * 2  0 * 2  1* 2  0 * 2  1* 2
6
5
4
3
2
1
0
 64  32  0  0  4  0  1  10110
1
1
0
0
1
0
1
MSB
LSB
(Bit Mas significativo)
(Bit Mas significativo)
Ejemplo – Conversión
11001011100
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
0
10
9
8
7
6
5
4
1* 2  1* 2  0 * 2  0 * 2  1* 2  0 * 2  1* 2
3
2
1
0
 1* 2  1* 2  0 * 2  0 * 2
 1024  512  64  16  8  4
 162810
Conversión de Decimal a
Binario
Método 2 – División Repetida
130 /2 = 65 con residuo 0
65/2 = 32 con residuo 1
32/2 = 16 con residuo 0
16/2 = 8 con residuo 0
8/2 = 4 con residuo 0
4/2 = 2 con residuo 0
2/2 = 1 con residuo 0
1/2 = 1 con residuo 1
1 0 0 0 0 0 1 02
Introducción

La electrónica digital es una tecnología
en rápido crecimiento. Los circuitos
digitales se usan en gran cantidad de
nuevos
productos
de
consumo,
equipos industriales y control.

El uso expandido de los circuitos
digitales
es
el
resultado
del
desarrollo de circuitos integrados a
bajo precio y la aplicación de las
tecnologías
de
memorias
de
computadores y visualizadores
En particular los sistemas digitales de
procesamiento de la información
ofrece entre otras las siguientes
posibilidades:
Evaluar funciones matemáticas
complejas, como las trigonométricas
y logarítmicas presentes en las
calculadoras electrónicas.
Efectuar operaciones secuenciales
de conmutación para el control de
equipos eléctricos, como ascensores
y conmutadores telefónicos.
Construir sistemas de decisión
simple como alarmas o claves
electrónicas, en forma fácil y a un
bajo costo
Detectar y corregir algunos errores
debido al ruido eléctrico en
sistemas de telecomunicaciones.
Fabricar circuitos digitales en
fichas de silicio de tamaño
microscópico, propiciando ahorros
notables en espacio, consumo de
potencia y costo.
La simplicidad, bajo costo y
velocidad inherente a los
sistemas digitales, han
permitido la creación y-o
evolución de las nuevas
tecnologías como los
computadores, celulares,
etc.
Compuertas lógicas básicas
La compuerta lógica es el bloque de
construcción básico de los sistemas
digitales que trabajan con números
binarios.
Todas los voltajes utilizados con las
compuertas lógicas son alto o bajo.
Un voltaje alto significa un 1 binario y
un voltaje baja significa un 0
binario.
Álgebra de Boole
Los circuitos digitales operan en el sistema
numérico binario, que implica que todas las
variables de circuito deben ser 1 o 0. El
álgebra utilizada para resolver problemas y
procesar la información en los sistemas
digitales se denomina álgebra de Boole,
basada sobre la lógica más que sobre el
cálculo de valores numéricos reales. El
álgebra booleana considera que las
proposiciones lógicas son verdaderas o
falsas, según el tipo de operación que
describen y si las variables son verdaderas o
falsas. Verdadero corresponde al valor digital
1, mientras que falso corresponde a 0.
La compuerta AND
Entrada 1 •Entrada 2
(A)
(B)
Salida
(C)
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
La compuerta AND
Símbolo
A
B
1
3
2
C
A
0
0
1
1
Tabla
B
0
1
0
1
C
0
0
0
1
Se puede describir esta relación mediante la siguiente expresión:
L = A X B, L = A · B o L = AB
Compuerta OR
Entrada A
Entrada B
Salida BL1
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
COMPUERTA OR
A
B
C
OR
A
B
C
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
Se puede describir esta relación mediante
la siguiente expresión:
L=A+B
La compuerta XOR
A
+ V1
10V
L1
1
0 B
0
1
A
B
C
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
La compuerta XOR
Símbolo
A
B
XOR
L
A
0
0
1
1
Tabla
B
0
1
0
1
L
0
1
1
0
Se puede describir esta relación mediante la siguiente expresión:
L  AB
INVERSOR NOT
ENTRADA
A
A
SALIDA
NOT
Entrada
B1
0
1
Salida
BL1
1
0
La Compuerta NOT
Símbolo
Tabla
A
L
0
1
1
0
El propósito de la compuerta NOT o
inversora es el de producir a la
salida el valor opuesto al que se
presenta en la entrada. L=A
COMPUERTA NAND
L1
A
B
A*B
A
V1
10V
+
L  A B
NAND
B
Entrada 1 (A)
0
0
Entrada 2 (B)
0
1
Salida (L1)
1
1
1
1
0
1
1
0
La compuerta NOR
L1
V1
10V
+
B
A
OR negada
La compuerta NOR
Símbolo
A
B
A+B
NOR
A
0
0
1
1
Tabla
B
0
1
0
1
L A B
L
1
0
0
0
La compuerta XNOR
L1
B
+ V1
10V
0
1
1
0
A
La compuerta XNOR
Símbolo
A
B
XNOR
L
A
0
0
1
1
L A B
Tabla
B
0
1
0
1
L
1
0
0
1
Utilizando el Proteus verificar las
tablas de las compuertas lógicas
El álgebra de Boolena es la estructura algebráica que
corresponde a una conjunto de elementos, que pueden
tomar los valores 0 y 1, y sobre los que se definen
operaciones con números binarios
Como las que definimos para cada una de las compuertas.
AND
L  AB
OR
LAB
XOR
LAB
NAND
L  AB
NOR
LAB
XNOR
L AB
NOT
LA
• Esta operaciones con números binarios se
combinan para resolver problemas cotidianos
en el campo de la electrónica.
Ejemplo 1
De la siguiente ecuación booleana obtener el
circuito digital que lo representa y su
respectiva tabla.
L  AB  A  B
A
L
B
TABLA
A
0
0
1
1
B
0
1
0
1
L
1
1
0
0
Algebra de Boole - Ejemplo
Sea el siguiente diagrama lógico:
A.B + A.B
A.B
A.B
Obtener la expresión a la salida:
Solución:
El método más sencillo es escribir sobre el diagrama la
salida de cada puerta lógica.
C = A.B + A.B
Compuertas con tres o mas
entradas
• Dentro del algebra de Boole, existe la
posibilidad de expresar funciones con tres o
mas entradas, expresiones como:
L  ABC
L  ABC
L  A  BC
L  ABCD
L  ABCDE
Proteus dentro de su librerías, posee las
compuertas básicas con diferentes números
de entrada, por ejemplo la NOR y NAND,
para 2,3,4 y 8 entradas.
Algebra de Boole - Ejemplo
A partir de la siguiente expresión booleana,
se desea obtener el diagrama lógico
equivalente:
C = AB + AB + (A+B)
Basta convertir cada término a su
equivalente lógico, uniendo todos con un
OR (este caso)
ANALOGÍA MECÁNICA DE UN CIRCUITO SENCILLO
SIMBOLOS LOGICOS
ESTANDAR IEEE/ANSI
• 1984 – Norma IEEE/ANSI 91-1984
1
1
1
&
&
• OR exclusivo
• NOR exclusivo
A
A
X = AB
B
=1
X = AB
B
=1