circuitos digitales tema 1

Capítulo I – Introducción a los conceptos digitales

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I. INTRODUCCIÓN A LOS CONCEPTOS DIGITALES.
Un sistema puede definirse matemáticamente como un operador o transformación única que hace corresponder o
transforma una cierta condición de entrada a una salida específica. Un sistema puede clasificarse atendiendo a las características de la transformación, de las entradas o de las salidas.En concreto, los sistemas digitales son aquellos cuyas entradas y las salidas son magnitudes digitales.
El sistema de proceso de información por excelencia actualmente es el computador, que se construye, desde el
ENIAC (años 40), con dispositivos electrónicos digitales. Aunque la expresión sistemas digitales podría abarcar muchas
otras realidades, en ciencia de computadores se usa comoequivalente a electrónica digital.

I.1.

Magnitudes analógicas y digitales. Dígitos binarios, niveles lógicos y formas de
onda digitales.
Una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Una magnitud digital es aquella que toma

valores discretos. La mayoría de las magnitudes que pueden medirse en la naturaleza son analógicas: temperatura,
tiempo, distancia, etc. Pero en losdispositivos electrónicos, los datos digitales se pueden procesar y transmitir de
forma más eficiente y fiable que los datos analógicos. También a la hora de almacenarlos, si los datos son digitales se
puede hacer de forma más compacta y luego recuperarse con mayor facilidad. Por eso, cuando los datos pasan del
mundo real a un dispositivo digital se necesita un conversor analógico-digital (A/D) ycuando es al contrario, un
conversor digital-analógico (D/A).
La electrónica digital utiliza dispositivos y circuitos en los que solo existen dos estados posibles. Por lo que
cualquier dato habrá de ser representado como una secuencia de esos dos valores. Si a esos dos valores los denominamos 0 y 1 lo que tenemos es un número binario que nos resulta más fácil de tratar que una secuencia de ON- OFF,o abierto-cerrado, o cualquier otra pareja de símbolos. Los dígitos en el sistema binario se denominan bits (como ya
hemos mencionado pueden tener valor 0 o 1).
Hay dos convenios para asociar los dos niveles de tensión de un circuito a los valores 0 y 1:
-

lógica positiva: 0 = nivel BAJO (LOW), 1= nivel ALTO (HIGH)

-

lógica negativa: 1 = nivel BAJO (LOW), 0 = nivel ALTO (HIGH)

Elmás utilizado (y el que usaremos en este curso, si no se menciona lo contrario) es el de lógica positiva.

2 Apuntes de la asignatura Fundamentos de Computadores 1

Curso 2003/2004

Las tensiones que se utilizan para representar los unos y ceros reciben el nombre de niveles lógicos. Lo ideal sería que un nivel de tensión representara el nivel alto (H) y otro nivel de tensión representara elnivel bajo (L). Pero
en el caso real, un nivel alto puede ser cualquier tensión entre un mínimo y un máximo especificados. Lo mismo ocurre con el nivel bajo. Por ejemplo, en un circuito que trabaje entre 0 y 5 voltios, un valor de tensión entre 0V y 0.8V
podría representar el 0, mientras que un valor entre 2V y 5V representaría el 1, los valores entre 0.8V y 2V serían indeterminados.

VH(máx)Figura 1.1

VH(mín)

ALTO (HIGH)
(1 binario)
Indeterminado

VL(máx)

VL(mín)

BAJO (LOW)
(0 binario)

Un impulso positivo se genera cuando la tensión (o la intensidad) pasa de nivel bajo a nivel alto, y otra vez retorna al nivel bajo. Un impulso negativo se genera cuando la tensión pasa de nivel alto a nivel bajo, y otra vez retorna al nivel alto. Una señal digital estácompuesta por una serie de impulsos. Un impulso posee dos flancos: un
flanco anterior y un flanco posterior. En un impulso positivo el flanco anterior es un flanco de subida y el flanco
posterior es un flanco de bajada. En el impulso negativo es al contrario. Los impulsos de la figura son ideales, ya
que los flancos de subida y bajada ocurren instantáneamente. En la práctica, estas transiciones no...