SISTEMAS DIGITALES 2 REPASO A INTRODUCCIÓN 1

CONTADORES DECODIFICADORES

MULTIFLEXORES Mg. EFRAIN H. GUEVARA www.electronicamaser.mex.tl

¿QUÉ SABRÁS AL FINAL DEL TEMA?

Diferencia entre analógico y digital

Cómo se usan niveles de tensión para representar magnitudes digitales

Parámetros de una señal de pulsos

Las operaciones lógicas básicas

Las funciones lógicas básicas

Cómo es un Circuito Integrado (IC)

Cómo son algunos instrumentos de medida

Un sistema digital sencillo completo (contadores)

2 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

MAGNITUDES ANALÓGICAS

Magnitud Analógica: la que toma cualquier valor continuo dentro de un rango.

Todas las magnitudes físicas son analógicas.

El mundo es analógico

Ejemplos:

Temperatura, velocidad, voz, hora, ...

3 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

MAGNITUDES DIGITALES

Magnitud Digital: la que toma un valor discreto dentro de un rango finito.

En la vida real se utilizan valores discretos.

Ejemplos:

Panel de temperatura en la calle: 21ºC ó 22ºC, no 21.5ºC

Relojes digitales

4 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

SISTEMAS ANALÓGICOS VS. DIGITALES

5 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

CODIFICACIÓN DIGITAL

A cada nivel se le asigna un código

Más niveles

Aumento de la resolución

Aumento de la complejidad

6 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

LA VENTAJA DIGITAL

Procesado de datos

Transmisión de datos

Mayor velocidad

Más eficiencia y fiabilidad

Mayor inmunidad al ruido

Almacenamiento de datos

Más fácil

Más compacto

Más fácil diseño y mejor integración (chips)

7 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

ELECTRÓNICA ANALÓGICA Y DIGITAL

8 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

DÍGITOS BINARIOS

Dentro de las magnitudes digitales la más utilizada es la binaria

Magnitud Binaria: la que toma 1 de 2 valores posibles

Todas son asimilables a pares de valores (sí/no), (verdadero/falso), (0/1).

La informática se basa en las magnitudes binarias

Ej: Tener gafas (sí/no)

Los dos dígitos binarios (0 y 1) se denominan bits. Representan niveles de tensión

Tensión alta -> 1 Tensión baja -> 0

9 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

NIVELES LÓGICOS

2 niveles porque es muy

fácil distinguirlos y los

dispositivos son muy fáciles

(equivalente a baratos) de

fabricar.

Los niveles lógicos

equivalen a niveles de

voltaje, que varían según la

tecnología empleada

10 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

RUIDO

Señales analógicas: las perturbaciones modifican

el valor de la señal

Señales digitales: la señal sólo se ve afectada si la

perturbación es superior al margen de tensión

11 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

FORMAS DE ONDA DIGITALES

12 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

PERÍODO Y FRECUENCIA

13

Frecuencia (f) se mide en ciclos por segundo o Hertzios (Hz)

El periodo (T) se mide en segundos

f = 1/T

T = 1/f

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

ANCHO DE PULSO Y CICLO DE TRABAJO

14

Duty cycle (Ciclo de trabajo) = (tw/T)*100

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

EL RELOJ

15 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

EL CRONOGRAMA

16 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

OPERACIONES LÓGICAS BÁSICAS

17 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

LA OPERACIÓN NOT

18 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

LA OPERACIÓN AND

19 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

LA OPERACIÓN OR

20 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

CIRCUITOS INTEGRADOS

(FUNCIÓN FIJA)

21 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

EL CHIP

22 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

EL MOSFET

23 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

FUNCIONES LÓGICAS BÁSICAS

Función comparación

Funciones aritméticas (suma, multiplicación…)

Función conversión de código

Función de codificación

Función de decodificación

Función de selección de datos

Función de almacenamiento (registro, memoria…)

Función de contador

24 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

COMPARACIÓN

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CODIFICADOR

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DECODIFICADOR

27 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

CODIGO BCD O CODIGO 8421

28

Número dígito

Binario decimal

8 4 2 1

0 0 0 0 0

0 0 0 1 1

0 0 1 0 2

0 0 1 1 3

0 1 0 0 4

0 1 0 0 5

0 1 1 0 6

0 1 1 1 7

1 0 0 0 8

1 0 0 1 9

El decimal codificado

en binario (binary

coded decimal), es

una forma particular

de emplear el sistema

binario para la

representación de

números decimales.

Cada dígito decimal

se representa por

cuatro bits,.

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

1

DECODIFICADOR 7447

29

a

b

c

d

e

f

g

13

12

11

10

9

15

14

1

2

4

8

BI

RBI

LT

1

3

5

7

9

2

4

6

8

10

470

470

470

470

470

470

470

A

B

C

D

7

1

2

6

4

5

3

100n

7447

+5V

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

D

C

B

A

CONTADOR

30 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

SISTEMA DIGITAL CONTADOR DECODIFICADOR

31 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

32

a b c d e f g

R1 al R7

330 ohmios

13 12 11 10 9 15 14

7 1 2 6

1 12 9 8 11

2 3 6 7 10

+5Vcc

+5Vccentrada

16

5

8

14

7447

7490

+5Vcc

display

ánodo

común

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

MULTIPLEXOR / DEMULTIPLEXOR

33 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

CONTADOR DE O A 999 CON MULTIFLEXOR

34

g f a b

e d c Pta

g f a b

e d c Pta

g f a b

e d c Pta

16 1 65

3

2

4

9

10

11

12

13

15

14

7 8

12

13

11

16 2 1 159

7

6

5

4

3

148

LDRS1

14

S2

73

1

2

R1

1K

R1

100K

R3

6.8KR4

6.8K

14553

A

D

C

B

C1

SOBRE FLUJO

(OVER FOLW)

DISPLAY 3

CENTENAS

DISPLAY 2

DECENAS

DISPLAY 1

UNIDADES

Q1

2N 3906Q2

2N 3906Q3

2N 3906

R12 1K

R14 1K

R13 1K

R5-R11

330r

OFF

R1 potenciómetro S2= stop S1 = reset C1=0.001uF

DS1

DS2

DS3

+ 9 Vcc

4543

4093

W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

REGISTRO

35 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

TECNOLOGÍAS DE CIRCUITOS

INTEGRADOS

Silicio:

TTL: Transistor-Transistor Logic

ECL: Emitter Coupled Logic

NMOS: Negative-Channel Metal-Oxide-Semiconductor

CMOS: Complementary MOS

Arseniuro de Galio (GaAs)

Nivel de Integración

Small/Medium/Large/Very Large/ UltraLarge Scale

Integration SSI / MSI / LSI / VLSI / ULSI.

SSI y MSI usan TTL o CMOS

VLSI y ULSI usan CMOS (antes NMOS) 36 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

PROGRAMMABLE LOGIC DEVICES (PLD’S)

DISPOSITIVOS LÓGICOS PROGRAMABLES

Los PLD’s pueden reemplazar a la

lógica de función fija

Su ventaja es que la función lógica

del PLD puede cambiarse (no

hace falta cambiar el circuito ni

cambiar la interconexión)

37 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

TIPOS DE CPLD’S

38 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

EQUIPOS DE MEDIDA

Osciloscopio Analógico

Osciloscopio Digital

Analizador Lógico

Fuente de Alimentación DC

Generador de funciones

Multímetro digital

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EQUIPOS DE MEDIDA

40 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L

SISTEMA DIGITAL UN POCO MÁS COMPLEJO

41 W W W . E L E C T R O N I C A M A S E R . M E X . T L