IDENTIFICACIÓN DE COMPONENTES DE ELECTRÓNICA DIGITAL
Funciones lógicas
La electrónica digital se ocupa de la
manipulación de señales digitales para realizar diversas funciones lógicas. Estas funciones lógicas son
operaciones fundamentales que se realizan en sistemas digitales utilizando dispositivos electrónicos, como
compuertas lógicas, para procesar información en forma de bits (0 y 1). Aquí hay algunas funciones lógicas
básicas en electrónica digital:
AND (Y): La función AND toma dos o más entradas y produce una salida alta (1) solo
cuando todas las entradas son altas (1). Su símbolo es una puerta con entradas y una salida, y su tabla
de verdad es:
A
B
Salida
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
OR (O): La función OR toma dos o más entradas y produce una salida alta (1) si al
menos una de las entradas es alta (1). Su símbolo es una puerta con entradas y una salida, y su tabla de
verdad es:
A
B
Salida
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
NOT (NO): La función NOT toma una entrada y produce la negación de esa entrada como
salida. Su símbolo es un círculo pequeño en la entrada, y su tabla de verdad es:
A
Salida
0
1
1
0
XOR (O exclusiva): La función XOR toma dos entradas y produce una salida alta (1) si
exactamente una de las entradas es alta (1), pero no ambas. Su símbolo es una puerta con entradas y una
salida, y su tabla de verdad es:
A
B
Salida
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
Estas son algunas de las funciones lógicas básicas utilizadas en electrónica digital. A partir de estas
funciones básicas, es posible construir circuitos más complejos para realizar tareas específicas, como
sumadores, multiplexores, registros, y más. Estas funciones lógicas son la base de la computación digital y
se utilizan en la creación de circuitos integrados y sistemas digitales de todo tipo.
Sistema binario,octal,decimal y hexadecimal.
La electrónica digital se basa en sistemas
numéricos de codificación para representar información y datos en forma de números binarios (0 y 1). Aquí te
presento algunos sistemas numéricos de codificación utilizados en electrónica digital:
Sistema Binario (Base 2): El sistema binario es el más fundamental en electrónica
digital y se utiliza para representar información utilizando dos símbolos: 0 y 1. Cada dígito binario se
llama un "bit". Los números binarios se utilizan para representar valores lógicos y datos en los
circuitos digitales.
Ejemplo:
- 10101 en binario es igual a 21 en decimal.
Sistema Decimal (Base 10): El sistema decimal es el sistema numérico que usamos en
nuestra vida cotidiana. Utiliza diez símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. Los números decimales se
utilizan comúnmente para representar cantidades en sistemas digitales cuando se necesita una interfaz
con humanos.
Ejemplo:
- 123 en decimal es igual a 1111011 en binario.
Sistema Octal (Base 8): El sistema octal utiliza ocho símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
y 7. Es menos común que el sistema binario y el decimal, pero aún se utiliza en algunas aplicaciones.
Ejemplo:
- 53 en octal es igual a 43 en decimal.
Sistema Hexadecimal (Base 16): El sistema hexadecimal utiliza dieciséis símbolos:
0-9 y A-F, donde A representa 10, B representa 11, y así sucesivamente hasta F, que representa 15. Se
utiliza comúnmente en programación y diseño de hardware para representar valores binarios de manera más
compacta y legible.
Ejemplo:
- 1A3 en hexadecimal es igual a 419 en decimal.
Estos sistemas de codificación son fundamentales en electrónica digital porque permiten representar
información y datos de manera eficiente y comprensible para los circuitos digitales y los humanos que
interactúan con ellos. La conversión entre estos sistemas es una habilidad esencial para trabajar en el
campo de la electrónica digital.
Circuitos combinacionales.
Los circuitos combinacionales son un tipo
de circuito en electrónica digital que realiza operaciones lógicas basadas únicamente en las entradas
actuales
sin almacenar información. Estos circuitos toman un conjunto de entradas y las procesan para producir una
salida
de acuerdo con una función lógica predefinida. Los circuitos combinacionales son esenciales en sistemas
digitales para realizar tareas específicas. Aquí hay algunos ejemplos de circuitos combinacionales
comunes:
Decodificadores: Un decodificador es un circuito combinacional que toma una entrada
codificada y produce múltiples salidas, donde solo una de las salidas es alta (1) en función de la
entrada. Se utiliza para seleccionar una línea o dispositivo específico en función de una dirección o
código de entrada.
Multiplexores (MUX): Un multiplexor es un circuito combinacional que permite
seleccionar una de varias entradas y dirigirla a una sola salida en función de una señal de control. Se
utiliza para multiplexar múltiples fuentes de datos en una sola línea.
Codificadores: Un codificador es el complemento de un decodificador. Toma múltiples
entradas y las codifica en una sola salida de acuerdo con una función lógica. Se utiliza para reducir la
cantidad de información de entrada y convertirla en una representación más compacta.
Comparadores: Un comparador es un circuito combinacional que compara dos números
binarios y produce una salida que indica si uno es mayor que el otro, igual o menor.
Sumadores: Un sumador es un circuito combinacional que realiza la suma binaria de
dos o más números binarios. Los sumadores completos y los sumadores de acarreo son ejemplos comunes
utilizados para realizar sumas en aritmética binaria.
Restadores: Un restador es un circuito combinacional que realiza la resta binaria de
dos números binarios. Puede ser diseñado utilizando sumadores y compuertas lógicas.
Comparadores de Magnitud: Estos circuitos combinacionales comparan dos números
binarios y determinan cuál es el mayor o si son iguales sin preocuparse por el signo.
Multiplicadores y Divisores: Los circuitos combinacionales también se utilizan en la
multiplicación y división binaria, aunque estos circuitos tienden a ser más complejos que los
mencionados anteriormente.
Generadores de Paridad: Estos circuitos verifican la paridad (si la cantidad de unos
en una secuencia binaria es par o impar) y pueden utilizarse para la detección de errores en la
transmisión de datos.
Conversores de Código: Estos circuitos realizan la conversión entre diferentes
códigos binarios, como BCD a Exceso-3, Gray a binario, etc.
Los circuitos combinacionales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde sistemas de control
hasta procesadores de datos. Son una parte fundamental de la electrónica digital y desempeñan un papel
crucial en la realización de operaciones lógicas y aritméticas en sistemas digitales.
Codificadores
Un codificador en electrónica digital es un circuito combinacional que toma múltiples entradas y las codifica
en una única salida, basándose en una función lógica predefinida. Los codificadores son utilizados para
convertir información desde un formato de entrada a otro, generalmente para simplificar la representación de
datos o para facilitar su procesamiento en sistemas digitales. Hay varios tipos de codificadores, los más
comunes son:
Codificador Decimal a BCD (Binary-Coded Decimal): Este tipo de codificador toma un
número decimal (del 0 al 9) como entrada y lo codifica en su equivalente en BCD, que es una
representación binaria de los dígitos decimales. Un codificador BCD toma cuatro entradas y produce una
salida de 4 bits, donde cada bit representa un dígito decimal.
Codificador Prioritario (o de Prioridad): Un codificador prioritario se utiliza
cuando tienes múltiples entradas y deseas identificar cuál de ellas está activa (1) en función de su
prioridad. El codificador prioritario produce una salida binaria que representa la entrada activa de
mayor prioridad.
Codificador de Posición: Este tipo de codificador convierte la posición de una
entrada activa en una salida codificada. Es útil en aplicaciones como la lectura de interruptores
rotativos o la identificación de la posición de elementos en sistemas mecánicos.
Codificador de Gray a Binario: Un codificador de Gray toma una entrada en código
Gray (donde solo un bit cambia de valor a la vez entre números consecutivos) y la convierte en su
equivalente en código binario estándar.
Codificador Octal a Binario: Este tipo de codificador toma una entrada en sistema
octal (base 8) y la convierte en su representación en código binario.
Codificador de Prioridad Rotativo: Similar a un codificador prioritario, este tipo
se utiliza para identificar la entrada activa con la mayor prioridad, pero es especialmente útil cuando
las entradas son giratorias, como en un codificador rotativo utilizado en perillas de control.
Codificador de Prioridad Decimal (BCD Decimal): Convierte un dígito decimal en su
representación binaria, similar a un codificador BCD, pero con más entradas y salidas para manejar todos
los dígitos decimales.
Codificador de Paridad: Utilizado para calcular y transmitir bits de paridad en
aplicaciones de detección de errores, como en la transmisión de datos. Hay codificadores de paridad par
e impar.
Los codificadores son componentes clave en sistemas digitales y se utilizan en diversas aplicaciones, como
sistemas de control, conversión de datos, generación de señales y más. La elección del tipo de codificador
depende de la aplicación específica y los requisitos de codificación de datos.
Decodificadores
Los decodificadores son circuitos
combinacionales en electrónica digital que toman una entrada codificada y la convierten en una o varias
salidas
correspondientes, según una función lógica predefinida. Los decodificadores son fundamentales en la
conversión
de información codificada en un formato más legible o utilizable. Aquí tienes algunos tipos comunes de
decodificadores:
Decodificador de Prioridad: Este tipo de decodificador tiene múltiples entradas y
una salida. Identifica la entrada activa de mayor prioridad y la representa en la salida. Si hay varias
entradas activas, el decodificador puede seleccionar la de mayor prioridad y desactivar las demás.
Decodificador BCD (Binary-Coded Decimal): Convierte una entrada en código binario de
4 bits (BCD) en su equivalente decimal. Tiene 10 salidas correspondientes a los dígitos decimales del 0
al 9.
Decodificador 7 Segmentos: Este decodificador se utiliza comúnmente para mostrar
dígitos del 0 al 9 y algunas letras (A a F) en una pantalla de siete segmentos. Convierte una entrada
BCD de 4 bits en señales para encender los segmentos necesarios para mostrar el dígito correspondiente.
Decodificador de Direcciones de Memoria: Utilizado en sistemas de memoria, este tipo
de decodificador convierte una dirección de memoria en una selección de una ubicación de memoria
específica. Es esencial en la lectura y escritura de datos en memoria.
Decodificador de Matriz de Teclado: Se utiliza en teclados numéricos y de matriz
para identificar la tecla presionada y generar una salida única correspondiente a esa tecla.
Decodificador de Video y Audio: En sistemas de televisión y multimedia, se utilizan
decodificadores para convertir señales codificadas en video y audio en señales visuales y auditivas.
Decodificador de Control Remoto: En sistemas de control remoto, como los utilizados
para la televisión y los dispositivos electrónicos, los decodificadores se utilizan para interpretar las
señales infrarrojas del control remoto y ejecutar las acciones correspondientes.
Decodificador de Paridad: En sistemas de comunicación y detección de errores, los
decodificadores de paridad se utilizan para verificar la integridad de los datos transmitidos,
identificando si hay errores de paridad en los datos.
Los decodificadores son componentes clave en sistemas digitales y se utilizan en diversas aplicaciones para
convertir datos codificados en un formato más legible o para controlar dispositivos y acciones específicas.
La elección del tipo de decodificador depende de la aplicación específica y los requisitos de decodificación
de datos.
Lógica aritmética
La lógica aritmética en electrónica digital se refiere a las operaciones matemáticas que se realizan en
sistemas digitales, especialmente aquellas que involucran números binarios. Estas operaciones son
fundamentales para realizar cálculos y manipulaciones de datos en circuitos digitales. Aquí están algunas de
las operaciones aritméticas más comunes en electrónica digital:
Suma Binaria: La suma binaria es una operación que se realiza en números binarios.
Dos números binarios se suman bit a bit, de derecha a izquierda, similar a la suma en base 10. Cuando se
suma 1 + 1 en binario, se produce un bit de acarreo que se lleva al siguiente bit de orden superior. Los
sumadores binarios, como el sumador completo, se utilizan para realizar esta operación.
Resta Binaria: La resta binaria es la operación inversa a la suma binaria. Al igual
que en la resta decimal, se pueden utilizar sumadores y compuertas lógicas para realizar la resta
binaria. También se manejan casos de pedir prestado (borrow) en los bits de orden superior cuando es
necesario.
Multiplicación Binaria: La multiplicación binaria implica multiplicar dos números
binarios. Se realiza mediante una serie de sumas y desplazamientos a la izquierda. Los multiplicadores y
multiplicandos se desplazan y suman en cada etapa para obtener el resultado de la multiplicación
binaria.
División Binaria: La división binaria implica dividir un número binario por otro. Al
igual que en la división decimal, se realiza mediante una serie de restas y desplazamientos a la
izquierda. Los dividendos y divisores se desplazan y se restan en cada etapa para obtener el cociente y
el residuo.
Comparación Binaria: La comparación binaria se utiliza para determinar si un número
binario es mayor, menor o igual a otro número binario. Esto se logra mediante la comparación de los bits
de los números en orden desde el bit de mayor peso hasta el bit de menor peso.
Operaciones Lógicas y Aritméticas Combinadas: En sistemas digitales, se realizan
operaciones lógicas y aritméticas combinadas para realizar tareas complejas. Esto puede involucrar
operaciones como sumar números binarios y luego aplicar operadores lógicos como AND, OR o XOR para
procesar datos.
Operaciones con Complemento: Los complementos a dos y a uno se utilizan para
realizar operaciones aritméticas con números binarios con signo (positivo y negativo). Estos
complementos permiten realizar sumas y restas con números con signo en representación de dos
complementos.
Operaciones de Desplazamiento: Las operaciones de desplazamiento implican mover los
bits de un número binario hacia la izquierda o hacia la derecha. Estas operaciones se utilizan en la
multiplicación y división binaria, así como en otras tareas, como el desplazamiento de registros en
procesadores.
La lógica aritmética es esencial en la electrónica digital y se utiliza en una amplia variedad de
aplicaciones, desde procesadores de computadoras hasta sistemas de control automático y sistemas de
comunicación. Estas operaciones permiten realizar cálculos y manipulaciones de datos de manera eficiente en
el mundo digital.
Simbología de componentes de electrónica digital.
La electrónica digital utiliza una serie de símbolos estándar para representar componentes y elementos en los
diagramas esquemáticos y circuitos electrónicos. Estos símbolos son esenciales para comprender y diseñar
circuitos digitales. Aquí tienes algunos de los símbolos más comunes utilizados en electrónica digital:
Compuerta AND: La compuerta AND es un componente lógico que produce una salida alta
(1) solo cuando todas sus entradas son altas (1).
Compuerta OR: La compuerta OR produce una salida alta (1) si al menos una de sus
entradas es alta (1).
Compuerta NOT: La compuerta NOT invierte su entrada. Si la entrada es alta (1), la
salida es baja (0), y viceversa.
Compuerta XOR: La compuerta XOR produce una salida alta (1) si exactamente una de
sus entradas es alta (1), pero no ambas.
Compuerta NAND: La compuerta NAND produce una salida baja (0) solo cuando todas sus
entradas son altas (1). Es la inversión de la compuerta AND.
Compuerta NOR: La compuerta NOR produce una salida baja (0) si al menos una de sus
entradas es alta (1). Es la inversión de la compuerta OR.
Compuerta XNOR: La compuerta XNOR produce una salida alta (1) si ambas entradas son
iguales (ya sea ambas 0 o ambas 1).
Flip-Flop: Los flip-flops son componentes utilizados para almacenar información en
circuitos digitales, como registros. Hay varios tipos de flip-flops, como el flip-flop D, el flip-flop
JK y el flip-flop T.
Contador: Los contadores se utilizan para contar impulsos o eventos en circuitos
digitales. Pueden ser contadores binarios, BCD u otros tipos.
Multiplexor (MUX): Un multiplexor se utiliza para seleccionar una de varias entradas
y dirigirla a una única salida, controlada por señales de selección.
Estos son solo algunos ejemplos de símbolos utilizados en electrónica digital. Cada símbolo tiene una función
específica en el diseño de circuitos digitales y se combina para crear circuitos más complejos y sistemas
digitales completos. Los símbolos se utilizan en diagramas esquemáticos para representar la interconexión y
el funcionamiento de los componentes electrónicos.
Tipos de circuitos combinacionales: función y aplicación.
Los circuitos combinacionales son
circuitos digitales que realizan operaciones lógicas basadas únicamente en las entradas actuales sin
almacenar
información. Estos circuitos desempeñan un papel crucial en la electrónica digital y se utilizan en una
amplia
variedad de aplicaciones. A continuación, se describen algunos tipos comunes de circuitos combinacionales,
su
función y sus aplicaciones:
Decodificador:
- Función: Convierte una entrada codificada en una salida que representa una de
varias líneas o dispositivos.
- Aplicaciones: Selección de memoria, decodificación de direcciones, sistemas de
control.
Multiplexor (MUX):
- Función: Permite seleccionar una de varias fuentes de entrada y dirigirla a una
sola salida, controlada por señales de selección.
- Aplicaciones: Multiplexación de datos, conmutación de señales, procesamiento de
datos.
Codificador:
- Función: Convierte múltiples entradas en una única salida codificada.
- Aplicaciones: Conversión de datos, reducción de la cantidad de información de
entrada.
Comparador:
- Función: Compara dos números binarios y produce una salida que indica si uno es
mayor, igual o menor que el otro.
- Aplicaciones: Comparación de valores, detección de igualdad.
Sumador y Restador:
- Función: Realiza la suma o resta binaria de dos números binarios.
- Aplicaciones: Aritmética binaria, sumadores y restadores completos se utilizan
en CPU.
Multiplicador y Divisor:
- Función: Realiza la multiplicación o división binaria de dos números binarios.
- Aplicaciones: Aritmética binaria avanzada, cálculos complejos.
Generador de Paridad:
- Función: Calcula bits de paridad para verificar la integridad de los datos
transmitidos.
- Aplicaciones: Detección y corrección de errores en la transmisión de datos.
Generador de Funciones Lógicas:
- Función: Permite generar funciones lógicas personalizadas basadas en las
entradas.
- Aplicaciones: Diseño de circuitos personalizados, lógica programable.
Convertidor de Código:
- Función: Convierte un código binario en otro código binario o en otro sistema
numérico.
- Aplicaciones: Conversión de formatos de datos, interfaz con otros sistemas.
Decodificador BCD (Binary-Coded Decimal):
- Función: Convierte un número BCD de 4 bits en su equivalente decimal.
- Aplicaciones: Visualización de dígitos en displays de siete segmentos, control
de visualización.
Multiplexor de Visualización de Segmentos (Display Multiplexer):
- Función: Permite la selección de un dígito de un display de siete segmentos
para mostrar números o caracteres.
- Aplicaciones: Visualización de información en displays LED de siete segmentos.
Estos son solo algunos ejemplos de circuitos combinacionales y sus aplicaciones. Los circuitos
combinacionales se utilizan en sistemas digitales para realizar una amplia gama de tareas, desde operaciones
lógicas y aritméticas hasta la selección y el enrutamiento de datos. Su versatilidad y capacidad para
realizar cálculos y manipulaciones de datos son esenciales en la electrónica digital.
Interpretación de esquemas
La interpretación de esquemas en electrónica digital es una habilidad fundamental para comprender y diseñar
circuitos digitales. Los esquemas, también conocidos como diagramas esquemáticos, son representaciones
gráficas de los componentes y conexiones en un circuito electrónico. Aquí hay algunos conceptos clave para
interpretar esquemas en electrónica digital:
Símbolos de Componentes: Los componentes electrónicos, como compuertas lógicas,
resistencias, capacitores, transistores, etc., se representan mediante símbolos estandarizados en los
esquemas. Es importante estar familiarizado con estos símbolos para identificar los componentes en el
diagrama.
Conexiones: Las líneas que conectan los componentes en el esquema representan las
conexiones eléctricas entre ellos. Las intersecciones de líneas generalmente indican conexiones
eléctricas entre componentes.
Alimentación: Las fuentes de alimentación se indican mediante símbolos específicos,
como una línea con una polaridad (positiva y negativa). Estas fuentes de alimentación proporcionan
voltaje a los componentes del circuito.
Entradas y Salidas: Las entradas y salidas de los componentes, como las compuertas
lógicas, se muestran claramente en el esquema. Las entradas se conectan a otras partes del circuito, y
las salidas proporcionan resultados o señales a otros componentes.
Etiquetas y Nombres: Los componentes y conexiones suelen estar etiquetados con
nombres o números para identificarlos de manera única en el circuito. Las etiquetas pueden referirse a
componentes específicos en otras partes del esquema o en una lista de componentes adjunta.
Diagrama de Flujo de Señal: Los esquemas suelen seguir un flujo de señal lógico de
izquierda a derecha o de arriba abajo. Esto ayuda a entender cómo se procesa la información en el
circuito y cómo fluyen las señales.
Agrupación y Colocación: Los componentes relacionados a menudo se agrupan juntos en
el esquema, lo que facilita la identificación y el seguimiento de funciones específicas del circuito.
Notación: Algunos esquemas utilizan notaciones específicas para representar
funciones lógicas, como puertas lógicas (AND, OR, NOT, etc.), contadores, multiplexores, etc. Estas
notaciones ayudan a comprender la lógica del circuito.
Escala y Dimensiones: Aunque no es común en electrónica digital, en algunos casos,
la escala y las dimensiones físicas pueden ser importantes, especialmente en el diseño de circuitos
impresos.
Diagramas de Tiempo: En algunos esquemas, se pueden incluir diagramas de tiempo para
mostrar cómo evolucionan las señales a lo largo del tiempo, especialmente en aplicaciones de secuencia
de señales o comunicaciones.
La interpretación de esquemas en electrónica digital requiere práctica y comprensión de los principios de
electrónica, lógica y circuitos digitales. Es importante leer y analizar cuidadosamente el esquema para
entender cómo funcionan los componentes y las señales dentro del circuito. Además, conocer los símbolos y
las notaciones estándar en electrónica digital es esencial para interpretar correctamente los esquemas.
Funciones lógicas
La electrónica digital se ocupa de la manipulación de señales digitales para realizar diversas funciones lógicas. Estas funciones lógicas son operaciones fundamentales que se realizan en sistemas digitales utilizando dispositivos electrónicos, como compuertas lógicas, para procesar información en forma de bits (0 y 1). Aquí hay algunas funciones lógicas básicas en electrónica digital:
AND (Y): La función AND toma dos o más entradas y produce una salida alta (1) solo cuando todas las entradas son altas (1). Su símbolo es una puerta con entradas y una salida, y su tabla de verdad es:
A B Salida 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 OR (O): La función OR toma dos o más entradas y produce una salida alta (1) si al menos una de las entradas es alta (1). Su símbolo es una puerta con entradas y una salida, y su tabla de verdad es:
A B Salida 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 NOT (NO): La función NOT toma una entrada y produce la negación de esa entrada como salida. Su símbolo es un círculo pequeño en la entrada, y su tabla de verdad es:
A Salida 0 1 1 0 XOR (O exclusiva): La función XOR toma dos entradas y produce una salida alta (1) si exactamente una de las entradas es alta (1), pero no ambas. Su símbolo es una puerta con entradas y una salida, y su tabla de verdad es:
A B Salida 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0
Estas son algunas de las funciones lógicas básicas utilizadas en electrónica digital. A partir de estas funciones básicas, es posible construir circuitos más complejos para realizar tareas específicas, como sumadores, multiplexores, registros, y más. Estas funciones lógicas son la base de la computación digital y se utilizan en la creación de circuitos integrados y sistemas digitales de todo tipo.
Sistema binario,octal,decimal y hexadecimal.
La electrónica digital se basa en sistemas numéricos de codificación para representar información y datos en forma de números binarios (0 y 1). Aquí te presento algunos sistemas numéricos de codificación utilizados en electrónica digital:
Sistema Binario (Base 2): El sistema binario es el más fundamental en electrónica digital y se utiliza para representar información utilizando dos símbolos: 0 y 1. Cada dígito binario se llama un "bit". Los números binarios se utilizan para representar valores lógicos y datos en los circuitos digitales.
Ejemplo:
- 10101 en binario es igual a 21 en decimal.
Sistema Decimal (Base 10): El sistema decimal es el sistema numérico que usamos en nuestra vida cotidiana. Utiliza diez símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9. Los números decimales se utilizan comúnmente para representar cantidades en sistemas digitales cuando se necesita una interfaz con humanos.
Ejemplo:
- 123 en decimal es igual a 1111011 en binario.
Sistema Octal (Base 8): El sistema octal utiliza ocho símbolos: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7. Es menos común que el sistema binario y el decimal, pero aún se utiliza en algunas aplicaciones.
Ejemplo:
- 53 en octal es igual a 43 en decimal.
Sistema Hexadecimal (Base 16): El sistema hexadecimal utiliza dieciséis símbolos: 0-9 y A-F, donde A representa 10, B representa 11, y así sucesivamente hasta F, que representa 15. Se utiliza comúnmente en programación y diseño de hardware para representar valores binarios de manera más compacta y legible.
Ejemplo:
- 1A3 en hexadecimal es igual a 419 en decimal.
Estos sistemas de codificación son fundamentales en electrónica digital porque permiten representar información y datos de manera eficiente y comprensible para los circuitos digitales y los humanos que interactúan con ellos. La conversión entre estos sistemas es una habilidad esencial para trabajar en el campo de la electrónica digital.
Circuitos combinacionales.
Los circuitos combinacionales son un tipo de circuito en electrónica digital que realiza operaciones lógicas basadas únicamente en las entradas actuales sin almacenar información. Estos circuitos toman un conjunto de entradas y las procesan para producir una salida de acuerdo con una función lógica predefinida. Los circuitos combinacionales son esenciales en sistemas digitales para realizar tareas específicas. Aquí hay algunos ejemplos de circuitos combinacionales comunes:
Decodificadores: Un decodificador es un circuito combinacional que toma una entrada codificada y produce múltiples salidas, donde solo una de las salidas es alta (1) en función de la entrada. Se utiliza para seleccionar una línea o dispositivo específico en función de una dirección o código de entrada.
Multiplexores (MUX): Un multiplexor es un circuito combinacional que permite seleccionar una de varias entradas y dirigirla a una sola salida en función de una señal de control. Se utiliza para multiplexar múltiples fuentes de datos en una sola línea.
Codificadores: Un codificador es el complemento de un decodificador. Toma múltiples entradas y las codifica en una sola salida de acuerdo con una función lógica. Se utiliza para reducir la cantidad de información de entrada y convertirla en una representación más compacta.
Comparadores: Un comparador es un circuito combinacional que compara dos números binarios y produce una salida que indica si uno es mayor que el otro, igual o menor.
Sumadores: Un sumador es un circuito combinacional que realiza la suma binaria de dos o más números binarios. Los sumadores completos y los sumadores de acarreo son ejemplos comunes utilizados para realizar sumas en aritmética binaria.
Restadores: Un restador es un circuito combinacional que realiza la resta binaria de dos números binarios. Puede ser diseñado utilizando sumadores y compuertas lógicas.
Comparadores de Magnitud: Estos circuitos combinacionales comparan dos números binarios y determinan cuál es el mayor o si son iguales sin preocuparse por el signo.
Multiplicadores y Divisores: Los circuitos combinacionales también se utilizan en la multiplicación y división binaria, aunque estos circuitos tienden a ser más complejos que los mencionados anteriormente.
Generadores de Paridad: Estos circuitos verifican la paridad (si la cantidad de unos en una secuencia binaria es par o impar) y pueden utilizarse para la detección de errores en la transmisión de datos.
Conversores de Código: Estos circuitos realizan la conversión entre diferentes códigos binarios, como BCD a Exceso-3, Gray a binario, etc.
Los circuitos combinacionales se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde sistemas de control hasta procesadores de datos. Son una parte fundamental de la electrónica digital y desempeñan un papel crucial en la realización de operaciones lógicas y aritméticas en sistemas digitales.
Codificadores
Un codificador en electrónica digital es un circuito combinacional que toma múltiples entradas y las codifica en una única salida, basándose en una función lógica predefinida. Los codificadores son utilizados para convertir información desde un formato de entrada a otro, generalmente para simplificar la representación de datos o para facilitar su procesamiento en sistemas digitales. Hay varios tipos de codificadores, los más comunes son:
Codificador Decimal a BCD (Binary-Coded Decimal): Este tipo de codificador toma un número decimal (del 0 al 9) como entrada y lo codifica en su equivalente en BCD, que es una representación binaria de los dígitos decimales. Un codificador BCD toma cuatro entradas y produce una salida de 4 bits, donde cada bit representa un dígito decimal.
Codificador Prioritario (o de Prioridad): Un codificador prioritario se utiliza cuando tienes múltiples entradas y deseas identificar cuál de ellas está activa (1) en función de su prioridad. El codificador prioritario produce una salida binaria que representa la entrada activa de mayor prioridad.
Codificador de Posición: Este tipo de codificador convierte la posición de una entrada activa en una salida codificada. Es útil en aplicaciones como la lectura de interruptores rotativos o la identificación de la posición de elementos en sistemas mecánicos.
Codificador de Gray a Binario: Un codificador de Gray toma una entrada en código Gray (donde solo un bit cambia de valor a la vez entre números consecutivos) y la convierte en su equivalente en código binario estándar.
Codificador Octal a Binario: Este tipo de codificador toma una entrada en sistema octal (base 8) y la convierte en su representación en código binario.
Codificador de Prioridad Rotativo: Similar a un codificador prioritario, este tipo se utiliza para identificar la entrada activa con la mayor prioridad, pero es especialmente útil cuando las entradas son giratorias, como en un codificador rotativo utilizado en perillas de control.
Codificador de Prioridad Decimal (BCD Decimal): Convierte un dígito decimal en su representación binaria, similar a un codificador BCD, pero con más entradas y salidas para manejar todos los dígitos decimales.
Codificador de Paridad: Utilizado para calcular y transmitir bits de paridad en aplicaciones de detección de errores, como en la transmisión de datos. Hay codificadores de paridad par e impar.
Los codificadores son componentes clave en sistemas digitales y se utilizan en diversas aplicaciones, como sistemas de control, conversión de datos, generación de señales y más. La elección del tipo de codificador depende de la aplicación específica y los requisitos de codificación de datos.
Decodificadores
Los decodificadores son circuitos combinacionales en electrónica digital que toman una entrada codificada y la convierten en una o varias salidas correspondientes, según una función lógica predefinida. Los decodificadores son fundamentales en la conversión de información codificada en un formato más legible o utilizable. Aquí tienes algunos tipos comunes de decodificadores:
Decodificador de Prioridad: Este tipo de decodificador tiene múltiples entradas y una salida. Identifica la entrada activa de mayor prioridad y la representa en la salida. Si hay varias entradas activas, el decodificador puede seleccionar la de mayor prioridad y desactivar las demás.
Decodificador BCD (Binary-Coded Decimal): Convierte una entrada en código binario de 4 bits (BCD) en su equivalente decimal. Tiene 10 salidas correspondientes a los dígitos decimales del 0 al 9.
Decodificador 7 Segmentos: Este decodificador se utiliza comúnmente para mostrar dígitos del 0 al 9 y algunas letras (A a F) en una pantalla de siete segmentos. Convierte una entrada BCD de 4 bits en señales para encender los segmentos necesarios para mostrar el dígito correspondiente.
Decodificador de Direcciones de Memoria: Utilizado en sistemas de memoria, este tipo de decodificador convierte una dirección de memoria en una selección de una ubicación de memoria específica. Es esencial en la lectura y escritura de datos en memoria.
Decodificador de Matriz de Teclado: Se utiliza en teclados numéricos y de matriz para identificar la tecla presionada y generar una salida única correspondiente a esa tecla.
Decodificador de Video y Audio: En sistemas de televisión y multimedia, se utilizan decodificadores para convertir señales codificadas en video y audio en señales visuales y auditivas.
Decodificador de Control Remoto: En sistemas de control remoto, como los utilizados para la televisión y los dispositivos electrónicos, los decodificadores se utilizan para interpretar las señales infrarrojas del control remoto y ejecutar las acciones correspondientes.
Decodificador de Paridad: En sistemas de comunicación y detección de errores, los decodificadores de paridad se utilizan para verificar la integridad de los datos transmitidos, identificando si hay errores de paridad en los datos.
Los decodificadores son componentes clave en sistemas digitales y se utilizan en diversas aplicaciones para convertir datos codificados en un formato más legible o para controlar dispositivos y acciones específicas. La elección del tipo de decodificador depende de la aplicación específica y los requisitos de decodificación de datos.
Lógica aritmética
La lógica aritmética en electrónica digital se refiere a las operaciones matemáticas que se realizan en sistemas digitales, especialmente aquellas que involucran números binarios. Estas operaciones son fundamentales para realizar cálculos y manipulaciones de datos en circuitos digitales. Aquí están algunas de las operaciones aritméticas más comunes en electrónica digital:
Suma Binaria: La suma binaria es una operación que se realiza en números binarios. Dos números binarios se suman bit a bit, de derecha a izquierda, similar a la suma en base 10. Cuando se suma 1 + 1 en binario, se produce un bit de acarreo que se lleva al siguiente bit de orden superior. Los sumadores binarios, como el sumador completo, se utilizan para realizar esta operación.
Resta Binaria: La resta binaria es la operación inversa a la suma binaria. Al igual que en la resta decimal, se pueden utilizar sumadores y compuertas lógicas para realizar la resta binaria. También se manejan casos de pedir prestado (borrow) en los bits de orden superior cuando es necesario.
Multiplicación Binaria: La multiplicación binaria implica multiplicar dos números binarios. Se realiza mediante una serie de sumas y desplazamientos a la izquierda. Los multiplicadores y multiplicandos se desplazan y suman en cada etapa para obtener el resultado de la multiplicación binaria.
División Binaria: La división binaria implica dividir un número binario por otro. Al igual que en la división decimal, se realiza mediante una serie de restas y desplazamientos a la izquierda. Los dividendos y divisores se desplazan y se restan en cada etapa para obtener el cociente y el residuo.
Comparación Binaria: La comparación binaria se utiliza para determinar si un número binario es mayor, menor o igual a otro número binario. Esto se logra mediante la comparación de los bits de los números en orden desde el bit de mayor peso hasta el bit de menor peso.
Operaciones Lógicas y Aritméticas Combinadas: En sistemas digitales, se realizan operaciones lógicas y aritméticas combinadas para realizar tareas complejas. Esto puede involucrar operaciones como sumar números binarios y luego aplicar operadores lógicos como AND, OR o XOR para procesar datos.
Operaciones con Complemento: Los complementos a dos y a uno se utilizan para realizar operaciones aritméticas con números binarios con signo (positivo y negativo). Estos complementos permiten realizar sumas y restas con números con signo en representación de dos complementos.
Operaciones de Desplazamiento: Las operaciones de desplazamiento implican mover los bits de un número binario hacia la izquierda o hacia la derecha. Estas operaciones se utilizan en la multiplicación y división binaria, así como en otras tareas, como el desplazamiento de registros en procesadores.
La lógica aritmética es esencial en la electrónica digital y se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones, desde procesadores de computadoras hasta sistemas de control automático y sistemas de comunicación. Estas operaciones permiten realizar cálculos y manipulaciones de datos de manera eficiente en el mundo digital.
Simbología de componentes de electrónica digital.
La electrónica digital utiliza una serie de símbolos estándar para representar componentes y elementos en los diagramas esquemáticos y circuitos electrónicos. Estos símbolos son esenciales para comprender y diseñar circuitos digitales. Aquí tienes algunos de los símbolos más comunes utilizados en electrónica digital:
Compuerta AND: La compuerta AND es un componente lógico que produce una salida alta (1) solo cuando todas sus entradas son altas (1).
Compuerta OR: La compuerta OR produce una salida alta (1) si al menos una de sus entradas es alta (1).
Compuerta NOT: La compuerta NOT invierte su entrada. Si la entrada es alta (1), la salida es baja (0), y viceversa.
Compuerta XOR: La compuerta XOR produce una salida alta (1) si exactamente una de sus entradas es alta (1), pero no ambas.
Compuerta NAND: La compuerta NAND produce una salida baja (0) solo cuando todas sus entradas son altas (1). Es la inversión de la compuerta AND.
Compuerta NOR: La compuerta NOR produce una salida baja (0) si al menos una de sus entradas es alta (1). Es la inversión de la compuerta OR.
Compuerta XNOR: La compuerta XNOR produce una salida alta (1) si ambas entradas son iguales (ya sea ambas 0 o ambas 1).
Flip-Flop: Los flip-flops son componentes utilizados para almacenar información en circuitos digitales, como registros. Hay varios tipos de flip-flops, como el flip-flop D, el flip-flop JK y el flip-flop T.
Contador: Los contadores se utilizan para contar impulsos o eventos en circuitos digitales. Pueden ser contadores binarios, BCD u otros tipos.
Multiplexor (MUX): Un multiplexor se utiliza para seleccionar una de varias entradas y dirigirla a una única salida, controlada por señales de selección.
Estos son solo algunos ejemplos de símbolos utilizados en electrónica digital. Cada símbolo tiene una función específica en el diseño de circuitos digitales y se combina para crear circuitos más complejos y sistemas digitales completos. Los símbolos se utilizan en diagramas esquemáticos para representar la interconexión y el funcionamiento de los componentes electrónicos.
Tipos de circuitos combinacionales: función y aplicación.
Los circuitos combinacionales son circuitos digitales que realizan operaciones lógicas basadas únicamente en las entradas actuales sin almacenar información. Estos circuitos desempeñan un papel crucial en la electrónica digital y se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones. A continuación, se describen algunos tipos comunes de circuitos combinacionales, su función y sus aplicaciones:
Decodificador:
- Función: Convierte una entrada codificada en una salida que representa una de varias líneas o dispositivos.
- Aplicaciones: Selección de memoria, decodificación de direcciones, sistemas de control.
Multiplexor (MUX):
- Función: Permite seleccionar una de varias fuentes de entrada y dirigirla a una sola salida, controlada por señales de selección.
- Aplicaciones: Multiplexación de datos, conmutación de señales, procesamiento de datos.
Codificador:
- Función: Convierte múltiples entradas en una única salida codificada.
- Aplicaciones: Conversión de datos, reducción de la cantidad de información de entrada.
Comparador:
- Función: Compara dos números binarios y produce una salida que indica si uno es mayor, igual o menor que el otro.
- Aplicaciones: Comparación de valores, detección de igualdad.
Sumador y Restador:
- Función: Realiza la suma o resta binaria de dos números binarios.
- Aplicaciones: Aritmética binaria, sumadores y restadores completos se utilizan en CPU.
Multiplicador y Divisor:
- Función: Realiza la multiplicación o división binaria de dos números binarios.
- Aplicaciones: Aritmética binaria avanzada, cálculos complejos.
Generador de Paridad:
- Función: Calcula bits de paridad para verificar la integridad de los datos transmitidos.
- Aplicaciones: Detección y corrección de errores en la transmisión de datos.
Generador de Funciones Lógicas:
- Función: Permite generar funciones lógicas personalizadas basadas en las entradas.
- Aplicaciones: Diseño de circuitos personalizados, lógica programable.
Convertidor de Código:
- Función: Convierte un código binario en otro código binario o en otro sistema numérico.
- Aplicaciones: Conversión de formatos de datos, interfaz con otros sistemas.
Decodificador BCD (Binary-Coded Decimal):
- Función: Convierte un número BCD de 4 bits en su equivalente decimal.
- Aplicaciones: Visualización de dígitos en displays de siete segmentos, control de visualización.
Multiplexor de Visualización de Segmentos (Display Multiplexer):
- Función: Permite la selección de un dígito de un display de siete segmentos para mostrar números o caracteres.
- Aplicaciones: Visualización de información en displays LED de siete segmentos.
Estos son solo algunos ejemplos de circuitos combinacionales y sus aplicaciones. Los circuitos combinacionales se utilizan en sistemas digitales para realizar una amplia gama de tareas, desde operaciones lógicas y aritméticas hasta la selección y el enrutamiento de datos. Su versatilidad y capacidad para realizar cálculos y manipulaciones de datos son esenciales en la electrónica digital.
Interpretación de esquemas
La interpretación de esquemas en electrónica digital es una habilidad fundamental para comprender y diseñar circuitos digitales. Los esquemas, también conocidos como diagramas esquemáticos, son representaciones gráficas de los componentes y conexiones en un circuito electrónico. Aquí hay algunos conceptos clave para interpretar esquemas en electrónica digital:
Símbolos de Componentes: Los componentes electrónicos, como compuertas lógicas, resistencias, capacitores, transistores, etc., se representan mediante símbolos estandarizados en los esquemas. Es importante estar familiarizado con estos símbolos para identificar los componentes en el diagrama.
Conexiones: Las líneas que conectan los componentes en el esquema representan las conexiones eléctricas entre ellos. Las intersecciones de líneas generalmente indican conexiones eléctricas entre componentes.
Alimentación: Las fuentes de alimentación se indican mediante símbolos específicos, como una línea con una polaridad (positiva y negativa). Estas fuentes de alimentación proporcionan voltaje a los componentes del circuito.
Entradas y Salidas: Las entradas y salidas de los componentes, como las compuertas lógicas, se muestran claramente en el esquema. Las entradas se conectan a otras partes del circuito, y las salidas proporcionan resultados o señales a otros componentes.
Etiquetas y Nombres: Los componentes y conexiones suelen estar etiquetados con nombres o números para identificarlos de manera única en el circuito. Las etiquetas pueden referirse a componentes específicos en otras partes del esquema o en una lista de componentes adjunta.
Diagrama de Flujo de Señal: Los esquemas suelen seguir un flujo de señal lógico de izquierda a derecha o de arriba abajo. Esto ayuda a entender cómo se procesa la información en el circuito y cómo fluyen las señales.
Agrupación y Colocación: Los componentes relacionados a menudo se agrupan juntos en el esquema, lo que facilita la identificación y el seguimiento de funciones específicas del circuito.
Notación: Algunos esquemas utilizan notaciones específicas para representar funciones lógicas, como puertas lógicas (AND, OR, NOT, etc.), contadores, multiplexores, etc. Estas notaciones ayudan a comprender la lógica del circuito.
Escala y Dimensiones: Aunque no es común en electrónica digital, en algunos casos, la escala y las dimensiones físicas pueden ser importantes, especialmente en el diseño de circuitos impresos.
Diagramas de Tiempo: En algunos esquemas, se pueden incluir diagramas de tiempo para mostrar cómo evolucionan las señales a lo largo del tiempo, especialmente en aplicaciones de secuencia de señales o comunicaciones.
La interpretación de esquemas en electrónica digital requiere práctica y comprensión de los principios de electrónica, lógica y circuitos digitales. Es importante leer y analizar cuidadosamente el esquema para entender cómo funcionan los componentes y las señales dentro del circuito. Además, conocer los símbolos y las notaciones estándar en electrónica digital es esencial para interpretar correctamente los esquemas.