Compuesrtas digitales

Introducción
Todos los sistemas digitales funcionan de manera binaria, los voltajes de entrada y salida son (dependiendo de su valor), separados en tres bloques:
1. Estado ALTO (1) Entre 2 y 5V, Suponiendo que la alimentación de de 5V.
2. Estado BAJO (0) Entre 0 y 0.8V, Suponiendo que la alimentación de de 5V.
3. Estado Indefinido (Cualquier voltaje entre 0.9 y 1.99V).
(Estosvalores pueden variar dependiendo la tecnología utilizada en las compuertas)

Para el manejo de sistemas digitales, Solamente los primeros dos bloques son útiles, ya que el tercer bloque nunca podría utilizarse, ya que produciría salidas inestables o aleatorias.

Debido a que sólo existen dos posibles estados de voltaje, el álgebra Booleana es la herramienta ideal para el desarrollo, análisis yreparación de sistemas digitales.
Álgebra Booleana
Sólo como aclaración. El álgebra Booleana es muy diferente al álgebra normal, ya que mientras que en la normal podemos utilizar cualquier símbolo para representar los más diversos valores, en el álgebra Booleana sólo es posible utilizar los símbolos para representar dos valores o variables, el 1 y el 0.
Por lo tanto, cualquier variable Booleanapuede tener (en determinado caso) un valor de 1 o 0.

De esta manera podemos utilizar el álgebra Booleana para conocer el comportamiento de las distintas entradas y salidas de un circuito digital cualquiera, así como para encontrar el mejor uso de una función en algún circuito.

Para facilitar el uso del álgebra Booleana, normalmente se utilizan las primeras letras del alfabeto para ser asignadasa las entradas, y las últimas para las salidas.

Por ejemplo: Para saber cuál es el comportamiento de un circuito lógico con 3 entradas y 2 salidas, podríamos usar la siguiente notación:
* Entrada 1 = A
* Entrada 2 = B
* Entrada 3 = C
* Salida 1 = Z
* Salida 2 = Y
Debido a que sólo podemos utilizar dos valores el álgebra Booleana es más fácil de operar en relación alalgebra normal. Además de que no existen las Fracciones, Decimales, Raíz cuadrada, Números negativos, etc. El álgebra Booleana sólo cuenta con tres operaciones básicas: OR, AND y NOT.
Compuertas Lógicas
La construcción de las compuertas lógicas, está basada en componentes discretos (Transistores, Diodos, y Resistencias), pero con la enorme ventaja de que en un solo circuito integrado podemos encontrar1, 2, 3 o 4 compuertas (dependiendo de su número de entradas y propiedades).

Todos los circuitos internos de las compuertas están conectados de manera que las entradas y salidas puedan manejar estados lógicos (1 o 0).
Tablas de verdad
Una tabla de verdad es una tabla que nos muestra la manera en que reacciona la salida de una compuerta o circuito lógico, en función de sus entradas. En latabla se describen todas las posibles variables de entrada y las consiguientes variables de salida.

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Operaciones Lógicas
Las operaciones lógicas básicas son 3 OR (suma), AND (multiplicación) y NOT (negación), Tomando como base la operación que ejecutan, se le da a cada compuerta su nombre y símbolo en un diagrama, veamos con más detalle cada unade ellas:

Operación OR (+)
Tomemos una compuerta con dos entradas (Variables A y B), y una salida (Variable Z), al realizar la operación OR sobre las entradas A, B, el valor de la salida, Z sería:
* Z = A + B (o de manera gráfica) Z = A OR B
La siguiente tabla representa la tabla de verdad para una compuerta tipo OR, y su símbolo gráfico.

La tabla de verdad nos lleva a la conclusiónde que si cualquiera de las entradas de una compuerta OR es ALTA, la salida también será ALTA; cualquier otra combinación nos dará una salida BAJA.

Por lo que podríamos resumir la operación OR como:

Si A o B son 1, Z será 1.

Z = A + B se "traduciría" como Z es igual a A mas B.

La operación OR es básicamente una suma, pero como sólo podemos tener 0 o 1, la suma de 1 + 1 será siempre...