Fundamentos de Sistemas Digitales y Electrónica

Sistemas Digitales

Definición

Un sistema digital es aquel en el que la señal puede tomar un número finito de valores, a diferencia de un sistema analógico, donde la señal puede tomar valores infinitos.

Sistema de Numeración

Un sistema de numeración es un conjunto de símbolos capaces de representar cantidades numéricas. Los sistemas de numeración más comunes son:

• Decimal (base 10)
• Binario (base 2)
• Octal (base 8)
• Hexadecimal (base 16)

Álgebra de Boole

El álgebra de Boole es una estructura algebraica que relaciona las operaciones lógicas (Y, O, NO). Sus propiedades principales son:

• Conmutativa: a + b = b + a, a * b = b * a
• Asociativa: a + (b + c) = (a + b) + c, a * (b * c) = (a * b) * c
• Distributiva: a * (b + c) = a * b + a * c, a + (b * c) = (a + b) * (a + c)

Circuitos Digitales Integrados

Definición

Un circuito digital integrado es un conjunto de puertas lógicas que se encuentran en un chip electrónico, fabricadas con tecnología CMOS o TTL.

Familias Lógicas

Una familia lógica es un conjunto de circuitos integrales digitales fabricados con la misma técnica. Se diferencian en los transistores que utilizan. Sus características principales son:

• Alta velocidad de propagación
• Mínimo consumo
• Bajo coste
• Máxima inmunidad al ruido y a las variaciones de temperatura

Familia TTL

Las puertas lógicas de la familia TTL están construidas por resistencias, diodos y transistores.

Familia CMOS

El componente básico de la familia CMOS es el MOS (Metal-Óxido-Semiconductor).

Herramientas para Sistemas Digitales

Sonda Lógica

Una sonda lógica se utiliza en electrónica digital para comprobar el nivel lógico existente en la entrada o en un circuito digital.

Pinza Lógica

Una pinza lógica permite visualizar simultáneamente el estado de varias o todas las patillas de un circuito integrado.

Inyector Lógico

Un inyector lógico, conectado a una de las patillas de entrada del circuito integrado, introduce un tren de pulsos que permite verificar si el circuito funciona correctamente.

Analizador Lógico

Un analizador lógico recoge los datos de un circuito digital y los muestra en una pantalla.

Funciones y Puertas Lógicas

Función Lógica

Una función lógica es una expresión algebraica formada por variables binarias que se relacionan mediante las operaciones básicas del álgebra de Boole.

Puerta Lógica

Una puerta lógica es un pequeño circuito digital integrado cuyo funcionamiento se basa en las operaciones y postulados del álgebra de Boole.

Tabla de la Verdad

Una tabla de la verdad es una representación gráfica de todos los valores que puede tomar la función lógica para cada una de las posibles combinaciones de las variables de entrada.