CIRCUITOS DIGITALES INTRODUCCIÓN
INTRODUCCIÓN
La utilización creciente de circuitos digitales ha dado lugar en los últimos tiempos a una Revolución sin precedentes en el campo de la tecnología. Basta observar el interior de una simple Calculadora de bolsillo para darnos cuenta de la gran cantidad de circuitos impresos que funcionan Digitalmente y que constituyen su intrincada anatomía.
A lo largo de esta unidad se analizan los sistemas de numeración que sirven de base al Funcionamiento de los componentes electrónicos de los circuitos digitales y, tras una breve incursión en el álgebra de Boole, se aborda la manera de diseñar circuitos lógicos elementales que permiten Controlar el funcionamiento de algunos dispositivos sencillos.
No cabe duda de que la Electrónica digital se ha convertido en poco menos que imprescindible
para nuestro actual “estado de bienestar”; sin embargo, no conviene que una automatización excesiva
prive al ser humano de su capacidad de elección consciente entre diversas alternativas posibles.
Nuestro destino no es convertirnos en esclavos de la automatización.
Un poco de historia (1854-1938)
En electricidad y electrónica hay diversas situaciones y elementos de circuitos con dos únicos "estados lógicos" o respuestas (sí o no, verdadero o falso), que también pueden identificarse con dos números o valores lógicos, 1 y 0.
A partir de esta sencilla identificación con los dígitos del sistema de numeración binario, en 1938 el ingeniero norteamericano Claude Shannon, que trabajaba en los laboratorios Bell, demostró que ciertas teorías de "álgebra lógica" desarrolladas por el matemático inglés George Boole casi cien años antes se podían utilizar para representar, analizar y simplificar los complejos circuitos de conmutación con relés empleados por entonces en telefonía, todos los cuales tienen un comportamiento digital. Nació de ese modo un nuevo campo de la ingeniería, dedicado al análisis de circuitos mediante álgebra de Boole, y esa parte de las matemáticas, hasta entonces poco conocida, se convirtió en el lenguaje de los circuitos digitales. Se idearon métodos boolianos para resolver problemas de conmutación en diversos campos (telefonía, mando automático de motores, etc.), métodos que luego fueron aplicados al diseño del sistema de proceso de los ordenadores, las máquinas digitales por excelencia, que habían empezado a desarrollarse primero con válvulas electrónicas (años 40), luego con transistores (a partir del 1950) y finalmente con circuitos integrados (a partir del 1960).
CIRCUITOS DIGITALES
Un circuito lógico es aquél que maneja la información en forma binaria, es decir, con valores de "1" y "0".
Estos dos niveles lógicos de voltaje fijos representan:
- "1" nivel alto o "high".
- "0" nivel bajo o "low".
DEFINICIÓN:
Los circuitos cuyos componentes realizan operaciones análogas a las que indican los operadores lógicos se llaman "Circuitos Lógicos" o "circuitos digitales".
Los Circuitos Lógicos están compuestos por elementos digitales como la compuerta AND (Y), compuerta OR (O),compuerta NOT (NO) y otras combinaciones muy complejas de los circuitos antes mencionados.
TIPOS DE ELEMENTOS DIGITALES:
Estas combinaciones (ya mencionadas) dan lugar a otros tipos de elementos digitales. Aquí hay un listado de algunos de éstos.
- Compuerta NAND (No Y)
- Compuerta NOR (No O)
- Compuerta OR exclusiva (O exclusiva)
- demultiplexores o demultiplexadores
- decodificadores
- codificadores
- flip-flops
- Memorias
- microcontroladores
- microprocesadores
- multiplexores o multiplexadores
INFORMACIÓN GENERAL
La electrónica moderna usa [[electrónica digital]] para realizar perfeccionamientos en la tecnología, muchas veces nos vemos frente a éstos sin darnos cuenta, el llamado efecto "Caja Negra".
En el circuito lógico digital existe transmisión de información binaria entre sus circuitos. A primera instancia esto nos parece relativamente simple, pero los circuitos electrónicos son bastante complejos ya que su estructura esta compuesta por un número muy grande de circuitos simples, donde todos deben funcionar de la manera correcta, para lograr el resultado esperado y no obtener una información errónea.
La información binaria que transmiten los circuitos ya mencionados, se representan de la siguiente forma:
- "0" o "1"
- "Falso" o "Verdadero"
- "On" y "Off"
- "Abierto" o "Cerrado"
- o cualquier mecanismo que represente dos estados mutuamente excluyentes
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