Santiago

DIGITAL
 

ELECTRÓNICA
 

Mauricio
 Arias
 Correa
 
 

ELECTRÓNICA
 DIGITAL
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 MAURICIO
 ARIAS
 CORREA
 

ELECTRÓNICA
 

DIGITAL
 
Sesión
 1
  SEÑALES
 Y
 FUNCIONES
 LÓGICAS
 
 

Circuitos Digitales y Microcontroladores

…Una señal acústica se convierte en unaseñal eléctrica a través de un conversor analógico-digital y se transforma en números, que son procesados por un circuito digital y finalmente convertidos de nuevo en una señal electrónica, a través de un conversor digital-analógico, que al atravesar el altavoz se convierte en una señal acústica.

Figura 1. Sistema Digital

Una magnitud analógica es aquella que toma valores continuos. Unamagnitud digital toma un conjunto de valores discretos. A lo largo de un día la temperatura no varía entre, por ejemplo 20ºC y 25ºC de forma instantánea sino que alcanza todos los infinitos valores que hay en ese intervalo. Otros ejemplos de magnitudes análogas son el tiempo, la presión, la distancia o el sonido.

Circuitos Digitales y Microcontroladores

Figura 2. Gráfica de una magnitudanáloga (Temperatura en función del tiempo).

Supongamos que simplemente medimos la temperatura cada hora. Lo que tenemos ahora son muestras que representan la temperatura a lo largo de intervalos discretos de tiempo, sobre un período de 24 horas. De esta forma se ha convertido una magnitud analógica a un formato que se puede ahora digitalizar, representando cada valor muestreado mediante un códigodigital.

Figura 3. Cuantificación de la señal digital

La figura 3 no es la representación digital de la magnitud analógica sino una cuantificación. La principal ventaja es que los datos digitales se pueden procesar y trasmitir de forma mas eficiente y fiable que los datos analógicos. También poseen otra ventaja cuando es necesario proceder a su almacenamiento. La figura 3, representa entonceslos valores muestreados (cuantificación de la magnitud analógica de la figura 2). Cada valor representado por un punto puede digitalizarse, representándolo como un código digital que consta de una serie de 1s y 0s. El ruido (fluctuaciones de tensión no deseadas) no afecta a los datos digitales tanto como a las señales analógicas.

Dígitos Binarios
Los dos dígitos del sistema binario 1 y 0, sedenominan bits, que es la contracción de las palabras binary digit (dígito binario). En los circuitos digitales se emplean dos niveles de tensión distintos para representar los dos bits. Un 1 se representa mediante un nivel de tensión más elevado, que se denomina nivel ALTO (HIGH) y un 0 se representa mediante un nivel más bajo de tensión, que se denomina BAJO (LOW). Este convenio recibe elnombre de Lógica Positiva. Los grupos de bits (combinaciones de 1s y 0s), llamados códigos, se emplean para representar números, letras, símbolos, instrucciones y cualquier otra cosa que se requiera en una cierta aplicación.

Niveles Lógicos
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 elnivel ALTO (HIGH) y otro nivel de tensión representara el nivel BAJO (LOW). Sin embargo, en un circuito digital práctico, un nivel ALTO puede ser cualquier tensión entre un máximo y un mínimo especificados. De igual manera, un nivel BAJO puede ser cualquier tensión comprendida entre un máximo y un mínimo especificados. No puede existir solapamiento entre los niveles ALTOS aceptados y los nivelesBAJOS aceptados. Los valores de tensión comprendidos entre VL (máx) y VH (mín) no son aceptables para un funcionamiento correcto. Una tensión dentro de este rango podría ser interpretada tanto como nivel ALTO cuanto como nivel BAJO

Para un cierto tipo de circuito digital denominado TTL, los valores de nivel alto pueden variar desde 2V a 5V mientras que los valores del nivel BAJO lo pueden...