Este documento introduce conceptos básicos de electrónica digital y circuitos lógicos. Explica que la electrónica digital utiliza sistemas electrónicos que codifican la información en dos estados, y ha alcanzado gran importancia al ser la base de sistemas como los ordenadores. Además, describe las compuertas lógicas básicas como AND, OR y NOT, y cómo se pueden usar para describir circuitos digitales mediante ecuaciones algebra de Boole.

1. ELECTRONICA DIGITAL
FREDERY FABIAN POLANIAS

2. • FACULTAD : INGENIERIA Y CIENCIAS AGROINDUSTRIALES
• PROGRAMA : INGENIERIA ELECTRONICA
• ASIGNATURA :CIRCUITOS DIGITALES I
• 2. JUSTIFICACIÓN
• La tecnología para el área de Electrónica es cambiante a pasos
acelerados y estamos viviendo el proceso de renovación de equipos
de tecnología analógica a sistemas digitales, por consiguiente es
prioritario para los estudiantes ver esta asignatura.
• 3. OBJETIVO GENERAL
• Introducir al estudiante en los circuitos análogos y digitales,
comprendiendo los conceptos básicos.

3. ELECTRONICA DIGITAL

4. El objetivo de la electrónica aplicada es construir
circuitos electrónicos para que los electrones se
comporten de la manera que a nosotros nos interese.
La electrónica digital es una parte de la electrónica que
se encarga de sistemas electrónicos en los cuales la
información está codificada en dos únicos estados. A
dichos estados se les puede llamar "verdadero" o
"falso", o más comúnmente 1 y 0, refiriéndose a que
en un circuito electrónico digital hay dos niveles de
tensión.

5. La electrónica digital ha alcanzado una gran importancia
debido a que es utilizada para realizar autómatas y por ser
la piedra angular de los sistemas microprogramados como
son los ordenadores o computadoras.

6. un circuito digital trabaja con números y sólo con números.
Veremos que existen muchísimas formas de representar el
mismo número (de hecho, existen infinitas formas), pero sólo
unas pocas son las que nos interesarán para los circuitos
digitales.
•Sistema binario
•Sistema octal
•Sistema hexadecimal

7. COMPUERTAS LOGICAS

8. INTRODUCCION
En este tema vamos a resumir brevemente
dando una clara y concreta definición
cuales y cuantas son las compuertas
lógicas mas importantes.
Aquí daremos a conocer que son, como
están compuestas y su respectiva
demostración.

9. Compuertas Lógicas
• Definición: Las compuertas lógicas son dispositivos que
operan con aquellos estados lógicos y funcionan igual que una
calculadora, de un lado ingresas los datos, ésta realiza una
operación, y finalmente, te muestra el resultado.
Cada una de las compuertas lógicas se las representa mediante
un Símbolo, y la operación que realiza (Operación lógica) se
corresponde con una tabla, llamada Tabla de Verdad.

10. 1. Compuertas Lógicas Básicas
1.1 Compuerta Lógica OR
• Posee dos entradas como mínimo y la operación lógica, será
una suma entre ambas... Bueno, todo va bien hasta que 1 + 1
= 1, el tema es que se trata de una compuerta O Inclusive es
como a y/o b
*Es decir, basta que una de ellas sea 1 para que su salida sea
también 1*

11. Demostración Compuerta OR
• La ecuación característica que describe el comportamiento de
la puerta OR es:
F=A+B
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta OR
Podemos definir la puerta
O como aquella que proporciona a su salida un 1 lógico si al
menos una de sus entradas está a 1.

12. Aplicaciones compuerta OR

13. 1.2 Compuerta Lógica AND
• Una compuerta AND tiene dos entradas como
mínimo y su operación lógica es un producto
entre ambas, no es un producto aritmético,
aunque en este caso coincidan.
(Su salida será alta si sus dos entradas están a
nivel alto)

14. Demostración Compuerta AND
• La ecuación característica que describe el comportamiento de
la puerta AND es:
F=(A).(B)
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta AND

15. Aplicaciones compuerta AND

16. 1.3 Compuerta Lógica NOT
• Se trata de un inversor, es decir, invierte el dato de entrada, por
ejemplo; si pones su entrada a 1 (nivel alto) obtendrás en su
salida un 0 (o nivel bajo), y viceversa. Esta compuerta dispone
de una sola entrada. Su operación lógica es (s) igual a (a)
invertida

17. Demostración Compuerta NOT
• La ecuación característica que describe el comportamiento de
la puerta NOT es:
• F=A
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta NOT
Se puede definir como una puerta que proporciona el estado
inverso del que esté en su entrada.

18. Aplicaciones compuerta NOT

19. 2. Compuertas Lógicas Compuestas
2.1 Compuerta Lógica NOR
• El resultado que se obtiene a la salida de esta compuerta
resulta de la inversión de la operación lógica o inclusiva es
como un no a y/o b. Igual que antes, solo agregas un círculo a
la compuerta OR y ya tienes una NOR.

20. Demostración Compuerta NOR
• La ecuación característica que describe el comportamiento de
la puerta NOR es:
F=A+B=A x B
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta NOR
Se puede definir como una puerta que proporciona el estado
inverso del que esté en su entrada.

21. Aplicaciones compuertas NOR

22. 2.2 Compuerta Lógica NAND
• Responde a la inversión del producto lógico de sus entradas,
en su representación simbólica se reemplaza la compuerta
NOT por un círculo a la salida de la compuerta AND.

23. Demostración Compuerta NAND
 La ecuación característica que describe el comportamiento de la
puerta NAND es:
F=AB=A+B
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta NAND
Podemos definir la puerta NO-Y como aquella que proporciona a su
salida un 0 lógico únicamente cuando todas sus entradas están a 1.

24. Aplicaciones compuertas NAND

25. OTRAS COMPUERTAS
Compuerta OR-EX o XOR
• Es OR Exclusiva en este caso con dos entradas (puede tener
mas, claro...!) y lo que hará con ellas será una suma lógica
entre a por b invertida y a invertida por b.
*Al ser O Exclusiva su salida será 1 si una y sólo una de sus
entradas es 1*

26. Demostración Compuerta OR-EX o
XOR
• La ecuación característica que describe el comportamiento de
la puerta XOR es:
Su tabla de verdad es la siguiente:
Tabla de verdad puerta XOR
Se puede definir esta puerta como aquella que da por resultado
uno, cuando los valores en las entradas son distintos. ej.: 1 y 0,
0 y 1 (en una compuerta de dos entradas).

27. Buffer's
Ya la estaba dejando de lado..., no se si viene bien
incluirla aquí pero de todos modos es bueno que la
conozcas, en realidad no realiza ninguna operación
lógica, su finalidad es amplificar un poco la señal
(o refrescarla si se puede decir). Como puedes ver
en el siguiente gráfico la señal de salida es la
misma que de entrada.

29. Para describir un circuito digital utilizaremos ecuaciones matemáticas. Sin embargo,
estas
ecuaciones tienen variables y números que NO SON REALES, por lo que NO podemos
aplicar
las mismas propiedades y operaciones que conocemos. Hay que utilizar nuevas
operaciones y
nuevas propiedades, definidas en el ALGEBRA DE BOOLE

30. ARDUINO
Arduino es una plataforma de hardware libre, basada en una placa con un
microcontrolador y un entorno de desarrollo, diseñada para facilitar el uso de la
electrónica en proyectos multidisciplinares.
El hardware consiste en una placa con un microcontrolador Atmel AVR y puertos de
entrada/salida. Los microcontroladores más usados son el Atmega168, Atmega328,
Atmega1280, ATmega8 por su sencillez y bajo coste que permiten el desarrollo de
múltiples diseños. Por otro lado el software consiste en un entorno de desarrollo que
implementa el lenguaje de programación Processing/Wiring y el cargador de arranque
(boot loader) que corre en la placa.

31. PRACTICAS CON ARDUINO
Primer contacto: Hola Mundo en Arduino
El primer paso antes de comprobar que la instalación es correcta y empezar
a trabajar con Arduino es abrir algunos ejemplos prácticos que vienen
disponibles con el dispositivo. Es recomendable abrir el ejemplo “led_blink”
que encontraremos en el menú File, Sketchbook, Examples, led_blink. Este
código crea una intermitencia por segundo en un led conectado en el pin
13. Es cuestión de comprobar que el código es correcto, para eso,
presionamos el botón que es un triángulo (en forma de "play") y
seguidamente haremos un "upload" (que es la flecha hacia la derecha) para
cargar el programa a la placa. Si el led empieza a parpadear, todo estará
correcto.
Veamos el código necesario para conseguirlo:
# define LED_PIN 13 void setup () { // Activamos el pin 13 para salida digital
pinMode (LED_PIN, OUTPUT); } // Bucle infinito void loop () { //
Encendemos el led enviando una señal alta digitalWrite (LED_PIN, HIGH); //
Esperamos un segundo (1000 ms) delay (1000); // Apagamos el led
enviando una señal baja digitalWrite (LED_PIN, LOW); // Esperamos un
segundo (1000 ms) delay (1000); }

32. VHDL
VHDL es el acrónimo que representa la combinación de VHSIC y HDL, donde
VHSIC es el acrónimo de Very High Speed Integrated Circuit y HDL es a su vez el
acrónimo de Hardware Description Language.
Dentro del VHDL hay varias formas con las que podemos diseñar el mismo
circuito y es tarea del diseñador elegir la más apropiada.
Funcional: Describimos la forma en que se comporta el circuito. Esta es la forma
que más se parece a los lenguajes de software ya que la descripción es
secuencial. Estas sentencias secuenciales se encuentran dentro de los llamados
procesos en VHDL. Los procesos son ejecutados en paralelo entre sí, y en
paralelo con asignaciones concurrentes de señales y con las instancias a otros
componentes.
Flujo de datos: describe asignaciones concurrentes (en paralelo) de señales.
Estructural: se describe el circuito con instancias de componentes. Estas
instancias forman un diseño de jerarquía superior, al conectar los puertos de
estas instancias con las señales internas del circuito, o con puertos del circuito de
jerarquía superior.
Mixta: combinación de todas o algunas de las anteriores.

33. PRACTICAS VHDL
Biestable
A continuación se muestra el proceso que describe un biestable D activado por
el flanco de subida del reloj (CLK). Este biestable tiene una señal de reset
asíncrona (RST). El dato D se guarda en el biestable hasta el siguiente flanco de
subida del reloj.
entity BIEST is port(RST: in std_logic; -- Reset asincrono CLK: in std_logic; -- Reloj
D: in std_logic; -- Dato de entrada Q: out std_logic); -- Salida (dato guardado en
el biestable) end BIEST; architecture D of BIEST is begin biest_D : process(RST,
CLK) begin if RST = '1' then -- Reset asincrono Q <= '0'; elsif CLK'event and CLK =
'1' then -- Condicion de reloj activo por flanco de subida Q <= D; end if; end
process; end D;

34. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS
Mandado, Enrique “Sistemas electrónicos digitales” 7ª Edición Ed. Marcombo (1992)
Barcelona ISBN 8426711707
Morris, M. Mano “Lógica digital y diseño de computadores” Ed. Prentice Hall (1989) ISBN
9688800163
Morris, M. Mano “Diseño digital” Ed. Prentice Hall (2003) México ISBN 9702604389
Hamburg VHDL archive. http://tech-www.informatik.uni-hamburg.de/vhdl/
IEEE Standard 1076 “IEEE Standard VHDL Language Reference Manual” (2000) ISBN
(Edición Impresa) 0738119482 ISBN (del PDF) 0738119482
http://www.cs.indiana.edu/classes/p442/reading/VHDLref.pdf o (2002)
http://standards.ieee.org/catalog/olis/arch_dasc.html
TTL Data Book http://upgrade.cntc.ac.kr/data/ttl
http://www.engadget.com/tag/Arduino/