Estructuras

1.1. Electrónica
La Electrónica estudia el comportamiento de los electrones en diversos medios, y se aplican estos conocimientos para conseguir que “los electrones hagan lo que nosotros queramos”. Así por ejemplo, si construimos un circuito electrónico constituido por una pequeña bombilla, una pila y un interruptor (figura 1.1) y lo conectamos, lograremos que los electrones circulen por todo elcircuito y que al atravesar la bombilla parte de ellos se conviertan en luz1. ¡¡Hemos conseguido que los electrones nos obedezcan!!

Para “dominar” a los electrones, es necesario crear circuitos electrónicos, formados por materiales conductores (cables) que unen todos los componentes del circuito, de la misma manera que hay tuberías de agua que recorren nuestras casas, uniendo diferenteselementos: grifos, llaves de paso, el contador del agua...

El objetivo de la electrónica aplicada es construir circuitos electrónicos para que los electrones se comporten de la manera que a nosotros nos interese.

Pila
Bombilla
Interruptor abierto
Pila
Bombilla
Interruptor cerrado
Electrones
−
+
−
+
Figura 1.1: Un circuito electrónico muy simple: pila, interruptor y bombilla

1.3.Circuitos y sistemas digitales
Ya podemos entender de lo que trata esta asignatura. En ella estudiaremos y diseñaremos
circuitos digitales, que manipulan números. Existen unos números en la entrada y nuestro circuitos generará otros números de salida (figura 1.6). Algunos números se considerarán como datos y otros se usarán para el control del propio circuito. No nos preocuparemos de dónde vienenestos números, pero ya sabemos que o bien vendrán de otro sistema digital, o bien de una señal analógica que se ha convertido a números (se ha digitalizado).
Un circuito digital realiza manipulaciones sobre los números de entrada y genera unos
números de salida.
Figura 1.6: Un circuito digital genérico
1.4. Organización de los apuntes
En la introducción hemos visto la importancia que tienen losnúmeros en los sistemas digitales.
En el capítulo 2 veremos las diferentes formas de representar un número y en concreto nos centraremos en el sistema binario. Para poder diseñar circuitos digitales, que manipulen números en binario, primero habrá que manejar las matemáticas que hay detrás: el algebra de boole, que se verá en el capítulo 3. Describiremos un tipo de circuitos, los circuitoscombinacionales, mediante funciones booleanas y en el capítulo 4 veremos cómo se pueden implementar mediante puertas lógicas.

Sistemas de representación

2.2. Conceptos
El concepto de número todos lo tenemos, pero un mismo número se puede representar de muchas maneras. Por ejemplo, el número 10, lo representamos mediante dos dígitos, el ’1’ y el ’0’. Si utilizásemos numeración romana, este mismonúmero lo representaríamos sólo con un único dígito ’X’. Pero está claro que ambas representaciones, “10” y “X” hacen referencia al mismo número diez.

Nosotros estamos acostumbrados a representar los números utilizando diez dígitos: ’0’, ’1’,
’2’, ’3’, ’4’, ’5’, ’6’, ’7’, ’8’, ’9’. Por eso nuestro sistema de representación se denomina Sistema decimal o sistema en base diez.
Analicemos con unpoco más de detalle el sistema decimal, que es el que manejamos habitualmente.

2.6. Circuitos digitales y el Sistema binario
Ahora que ya tenemos un poco más claro el concepto de número y las diferentes formas que tenemos de representarlo, podemos retomar el esquema de un circuito digital (Figura
En los circuitos digitales, los números que se procesan, están expresados en binario,
tanto enla entrada como en la salida.
Un dígito binario, que puede ser ’0’ ó ’1’, recibe el nombre de BIT, del término ingles
BInary digiT (dígito binario). Utilizaremos los bits para indicar el tamaño de las entradas y salias de nuestros circuitos. Así por ejemplo podemos tener un circuito digital con 3 bits de entrada y 4 de salida. Este circuito se muestra en la figura 2.4.
Los circuitos...