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2012

ELECTRÓNICA DIGITAL
GUÍA TEÓRICA
Esta guía teórica es una recopilación de los temas de la clase de Electrónica Digital de la tecnología en electrónica y mecatrónica del Centro Colombiano de Estudios Profesionales, los temas son tomado de varios textos.

ROBERT PORTOCARRERO GAMBOA CECEP 01/01/2012
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CONTENIDO
1. Introducción 2. Señales Análogas y Digitales 3. Sistemas denumeración 3.1 Binario 3.2 Hexadecimal 4. 5. 6. 7. Álgebra de Boole Compuertas Lógicas Técnicas de Simplificación de Funciones Lógicas Diseño de Circuitos digitales

1. Circuitos Combinacionales 10.1 Códigos 10.1.1 BCD 10.1.2 Exceso tres 10.1.3 Gray 10.1.4 ASCII 10.2 Codificadores 10.3 Decodificadores 10.4 Multiplexores 10.5 Demultiplexores 10.6 Operaciones Aritméticas 10.6.1 Suma 10.6.2 Resta 10.6.3Multiplicación 10.6.4 División 10.7 Sumadores 10.8 Comparadores 11 Circuitos secuenciales 11.1 Flip - Flops 11.2 Registros de Corrimiento 11.3 Contadores 11.4 Memorias

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1. INTRODUCCIÓN
La Electrónica Digital es el conjunto de determinadas técnicas y dispositivos integrados, de distinto grado de complejidad, que se utilizan fundamentalmente para la construcción de circuitos de control deprocesos industriales, de equipos informáticos para procesamiento de datos y, en general, de otros equipos y productos electrónicos. La Electrónica Digital se ha impuesto a la Electrónica Analógica o, más tradicional, en aquellos casos donde la solución a un problema puede efectuarse de ambas formas. Además, su aplicación ha mejorado sistemas y productos ya existentes y ha dado lugar al desarrollo deotros nuevos que antes no era posible construir. La utilización y proliferación de las técnicas y circuitos digitales es debido, en gran medida, a la enorme analogía con nuestras mentes, que utilizan de forma continua la lógica para resolver problemas, tomar decisiones, almacenar conocimientos en nuestra memoria, etc. A todo esto hay que añadir las ventajas de toda la amplia gama de dispositivosdigitales disponibles en el mercado de la electrónica ofrece frente a los dispositivos analógicos o lineales. Dichas ventajas se concretan en una mayor inmunidad al ruido eléctrico, elevada densidad de integración, facilidad de acoplamiento de unos bloques con otros, etc. Las técnicas digitales y los circuitos lógicos son, cronológicamente, anteriores a la aparición y posteriores al desarrollo dela Electrónica Digital integrada. Su origen se remonta a los tiempos en que surgió la necesidad de construir automatismo, optimizando el número de elementos necesarios. Los primeros circuitos lógicos se construyeron con relés electromagnéticos, siendo una de sus primeras aplicaciones las redes telefónicas.

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2. SEÑALES ANÁLOGAS Y DIGITALES
Una Señal Analógica, y en general cualquiermagnitud analógica, es aquella que puede tomar infinitos valores a lo largo del tiempo; dicho en otras palabras, es aquella que cambia en forma continua. Una Señal Digital, es aquella que tiene un número finito de valores definidos y cambia de valor por saltos.

(a) Figura 1: (a) Señal Analógica, (b) Señal Digital

(b)

Los fenómenos físicos son señales análogas, como por ejemplo la presión, latemperatura, el sonido, etc., Las señales digitales son más fáciles de manejar, ya que solo tienen dos valores denominados estados o niveles lógicos, por eso la electrónica digital busca convertir las señales análogas a digital para su fácil manejo. A los estados lógicos se les llama Bits, A una agrupación de 4 bits se le denomina Nibble. A una agrupación de 8 bits (2 Nibble) se le denomina Byte. Auna agrupación de 16 bits (2 Byte) se le denomina Palabra.

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2.1

ESACALAS DE INTEGRACION

En la actualidad las funciones lógicas se materializan mediante bloques integrados más o menos complejos y con mayor o menor densidad de integración respectivamente. Desde el punto de vista de la densidad (componentes /mm²), la clasificación de los actuales circuitos integrados disponibles en...