Introducción a la Electrónica Digital

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Objetivos— Este artículo tiene la intención de informar al lector acerca de temas introductorios a la electrónica digital. Contiene dos prácticas, mediante las cuales se afianza de mejor forma los conocimientos a tratar; como primera instancia pretende hacer comprender acerca de los circuitos integrados y todos los comportamientos y funcionamientos que estos implican, y como segundapretensión ambiciona enseñar el funcionamiento de las compuertas lógicas mediante la construcción de las mismas.


I. INTRODUCCIÓN
La electrónica digital es la rama de la electrónica más moderna y que evoluciona más rápidamente la cual se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la información está codificada en dos únicos estados mediante dos niveles de tensiones diferentes: High (Alto) y Low(Bajo). Ahora bien, todos los dispositivos digitales están compuestos por bloques funcionales básicos, estos bloque lógicos son llamados compuertas lógicas, hay siete compuertas básicas. Entre estas, la compuerta NAND se llama la compuerta universal, porque solo utilizando esta compuerta se puede construir e implementar el funcionamiento lógico de las demás compuertas.
II. marco teórico
A.Definición de Compuerta Lógica
Las compuertas digitales utilizan la codificación binaria, 0 y 1. Cada digito binario es llamado bit, así pues la información es almacenada en las computadores digitales como grupos de bits, dichas agrupaciones no solo pueden combinarse para representar numeraciones binarias, sino letras y distintos caracteres, incluso instrucciones para realizar diferentes cálculos. Lainformación binaria se representa en un sistema digital por cantidades físicas denominadas señales, tales como voltajes que existen en dos formas posibles, dos valores reconocibles y representan una variable binaria igual a 1 o 0.
La lógica binaria tiene que ver con variables binarias y con operaciones que toman un sentido lógico. La manipulación de información binaria se hace por circuitos lógicosque se denominan Compuertas.
“Las compuertas son bloques del hardware que producen señales en binario 1 ó 0 cuando se satisfacen los requisitos de entrada lógica. Las diversas compuertas lógicas se encuentran comúnmente en sistemas de computadoras digitales. Cada compuerta tiene un símbolo gráfico diferente y su operación puede describirse por medio de una función algebraica. Las relacionesentrada - salida de las variables binarias para cada compuerta pueden representarse en forma tabular en una tabla de verdad”. (Profesor Molina, extraído desde profesormolina.com).
B. Tipos de Compuertas

1) Compuerta BUFFER:
La compuerta BUFFER es la más básica de todas, simplemente toma el valor que se le entrega y lo deja pasar tal cual.
2) Compuerta NOT:
Interviene el valor que se entrega,teniendo en cuenta que invierte la señal.
3) Compuerta AND:
La compuerta AND hace la función de multiplicación lógica. Es decir toma los valores que le aplicamos a sus entradas y los multiplica.
4) Compuerta NAND:
La compuerta NAND también hace la función de multiplicación, pero entrega el valor negado. Esto es muy útil, dado que si se estuviera usando una AND normal se tendría que usar otrochip con un NOT para negar el resultado.
5) Compuerta Or:
Cuando se le aplica uno a cualquiera de sus entradas el resultado de salida será uno, independiente del valor de la otra entrada. Excepto cuando las dos entradas estén en 0 la salida será 0.
6) Compuerta NOR:
La compuerta NOR realiza la función de suma, pero entrega el resultado invertido. Su salida será 1 solo si las dos entradas son 0.7) Compuerta X-OR:
Su característica especial es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son distintas, sean 0-1 o 1-0.
8) Compuerta X-NOR:
Su característica es que el resultado de salida será 1 si las dos entradas son del mismo valor, sean 0-0 a 1-1.

C. Simbología de las Compuertas:
1) Compuerta BUFFER:

Fig. (1): Simbología Compuerta BUFFER.
2) Compuerta NOT:

Fig....