ingeniero

Estructura y Tecnología de Computadores (ITIG)

Luis Rincón Córcoles
José Ignacio Martínez Torre
Susana Borromeo
Cristina Conde Vilda
Ángel Serrano Sánchez de León

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Programa
1.
2.
3.
4.

Introducción.
Puertas lógicas básicas.
Análisis y síntesis de circuitos combinacionales.
Bloques combinacionales estándares principales.4.1. Sumadores y restadores.
4.2. Decodificadores.
4.3. Multiplexores.
4.4. Desplazadores.
4.5. Dispositivos Lógicos Programables (Memorias ROM).

5. Bibliografía.
Conceptos básicos: circuito combinacional, puertas lógicas básicas (AND, OR,
NOT, NAND, NOR, XOR, XNOR), análisis de circuitos, síntesis de circuitos,
bloques combinacionales estándares (sumador/restador, decodificador,multiplexor, desplazador, memorias ROM).

2

1

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

1. Introducción
En los circuitos combinacionales la salida Z en un determinado instante
de tiempo ti sólo depende de X en ese mismo instante de tiempo ti , es
decir que no tienen capacidad de memoria y que se puede obviar la variable
de tiempo t.
Z(t) = F(X(t))

Z = F(X)

X

F

ZEjemplo: Sumador

Los circuitos combinacionales que vamos a estudiar son:
Puertas lógicas
Bloques combinacionales

Sumadores y restadores.
Decodificadores y multiplexores.
Desplazadores.
Dispositivos lógicos programables (ROM).

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Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

2. Puertas Lógicas
Puerta Lógica: Circuitos electrónicos compuestos por resistencias, diodos ytransistores que realizan las distintas operaciones booleanas.
Vamos a estudiar circuitos lógicos con el convenio de lógica positiva:
Nivel H (5 voltios) ⇔ 1 y Nivel L (0 voltios) ⇔ 0.
Las puertas lógicas básicas son:
AND.
OR.
NOT.
NAND.
NOR.
XOR.
XNOR.
4

2

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: AND
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
0
0
1
0
10
0
1
1
1

Z = A AND B = A · B

5

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: OR
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1

Z = A OR B = A + B

6

3

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: NOT
Tabla de verdad
A
0

1

1

Z = NOT A = A

Z
0

7

Tema 6. Circuitoscombinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: NAND
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0

Z = A NAND B = (A · B)

8

4

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: NOR
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0

Z = A NOR B = (A + B)

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Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicasPuertas Lógicas Básicas: XOR
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0

Z = A XOR B = A ⊕ B

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5

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Puertas Lógicas Básicas: XNOR
Tabla de verdad
A
B
Z
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1

Z = A XNOR B = A ⊕ B

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Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

3. Análisis de CircuitosCombinacionales
Análisis: Obtención de las funciones de conmutación que describen el
comportamiento del circuito, expresando la salida en función de las
entradas.
Ejemplo:

X2
X1

X1
X0

X2X1

X1X0

X2
X1

X2X1X0

X0

Z=(X2X1 + X1X0 + X2X1X0)

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6

Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Síntesis: Suma de Productos
Síntesis: Materializar un circuito a partir dela función de conmutación. Es
inmediato generarlo con puertas AND-OR-NOT en forma de suma de
productos a partir de dicha función.
Ejemplo: Z= x2 + x1x0 + x3x2x0+ x2x1x0

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Tema 6. Circuitos combinacionales y puertas lógicas

Síntesis: Puertas NAND (e inversores)
La síntesis de un sistema combinacional en forma de suma de productos
mediante puertas NAND es directa materializando...