compuertas logicas

Compuertas lógicas
En la lección anterior realizamos un profundo estudio del “número” en forma genérica. Conocimos los diferentes tipos de numeración que utiliza el ser humano y encontramos la equivalencia entre los diferentes sistemas. Mencionamos la importancia del sistema binario por su uso casi universal en la electrónica y dijimos que existe un conjunto de dispositivos llamados compuertaslógicas que son los antecesores de los microprocesadores que ocuparían nuestro tiempo en los próximos artículos.
¿Qué es la Electrónica Digital? Obviamente es una ciencia que estudia las señales eléctricas, pero en este caso no son señales que varíen continuamente sino que varían en forma discreta, es decir, están bien identificados sus estados, razón por la cual a un determinado nivel de tensiónse lo llama estado alto (High) o Uno lógico; y a otro, estado bajo (Low) o Cero lógico.
Suponga que las señales eléctricas con que trabaja un sistema digital son 0V y 5V (este es un nivel cómodo para el diseñador de los circuitos pero podría ser cualquier otro). Puede parecer lógico que 5V será el estado alto o uno lógico, pero debemos tener en cuenta que existe la “Lógica Positiva” y la “LógicaNegativa”, veamos cada una de ellas.
Lógica Positiva: en esta notación al 1 lógico le corresponde el nivel más alto de tensión (positivo) y al 0 lógico el nivel mas bajo (negativo) ¿pero que ocurre cuando la señal no está bien definida en 0 o 1? Habrá que conocer cuales son los límites para cada tipo de señal (conocido como tensión de histéresis), en la figura 1 se puede ver con mayor claridadcada estado lógico y su nivel de tensión.

Fig.1 Diagrama lógico de la lógica positiva
Es decir que a toda tensión comprendida entre 0 y 2,5 la denominamos cero y a toda tensión comprendida entre 3,5 y 5 lo denominamos 1. entre 2,5 y 3,5 quedan los niveles que llamamos indefinidos.
Lógica Negativa: Aquí ocurre todo lo contrario, es decir, se representa al estado “1″ con los niveles más bajosde tensión y al “0″ con los niveles más altos.

Fig.2 Diagrama lógico de la lógica negativa
Por lo general se suele trabajar con lógica positiva, y así lo haremos en este curso, la forma más sencilla de representar estos estados es como se puede ver en el siguiente gráfico.

Fig.3 Forma sencilla de representación
Compuertas Lógicas
Las compuertas son dispositivos que operan con aquellosestados lógicos mencionados en el punto anterior. Pueden asimilarse a una calculadora, por un lado ingresas los datos, la compuerta realiza la operación lógica correspondiente a su tipo, y finalmente, muestra el resultado en algún display.

Fig.4 Aplicación de una operación lógica
Cada compuerta lógica realiza una operación aritmética o lógica diferente, que se representa mediante un símbolo decircuito. La operación que realiza (Operación lógica) tiene correspondencia con una determinada tabla, llamada “Tabla de Verdad”. A continuación vamos a analizar las diferentes operaciones lógicas una por una comenzando por la más simple.
Compuerta negadora o NOT
Se trata de un amplificador inversor, es decir, invierte el dato de entrada y lo saca sobre una salida de baja impedancia, que admitela carga de varias compuertas en paralelo, o de un display de baja impedancia; por ejemplo si se pone su entrada a 1 (nivel alto) se obtiene una salida 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone de una sola entrada que llamaremos A. Su operación lógica genera una salida S igual a la entrada A invertida.

Fig.5 Compuerta NOT
La tabla de verdad nos indica que la salida S siempre es elestado contrario al de la entrada A. La ecuación matemática binaria indica que la salida S es siempre igual a la entrada negada lo que se representa con la rayita sobre la A.
Compuerta AND ó “Y”
Una compuerta AND tiene dos entradas como mínimo y su operación lógica es un producto de ambas entradas. El lector no se debe confundir porque las operaciones lógicas pueden no concordar con las...