Unidad 1Introduccin a los sistemas digitales

En esta unidad aprenderemos a:

Diferenciar un sistema digital de uno analgico. Utilizar los diferentes sistemas de numeracin y los cdigos. Identicar las funciones lgicas bsicas. Analizar los parmetrosde las principales familias lgicas. Realizar medidas en circuitos digitales.

Y estudiaremos:

Los sistemas de numeracin binario y hexadecimal. El lgebra de Boole. Los principales tipos de puertas lgicas. Las caractersticas de las familias lgicas. Los instrumentos de medida de este tipo de circuitos.

1. El mdulo de Electrnica

El cambio en el perl del tipo de instalaciones que se estn realizando en el mbito de las empresas del sector elctrico ha provocado una profunda transformacin en la for- macin de los instaladores electricistas. El ciclo formativo de grado medio Tcnico en instalaciones elctricas y automticas nace para dar respuesta a esa demanda de nue- va formacin, con el n de formar profesionales con un alto grado de especializacin.

Aunque Electricidad y Electrnica son dos campos relacionados entre s, hay que hacer una distincin entre la Electricidad y la Electrnica como ramas del conocimiento: la Electricidad est enfocada a la obtencin y distribucin de energa elctrica, y la Elec- trnica se encarga del estudio y la aplicacin de los electrones en diversos medios, bajo la inuencia de campos elctricos y magnticos.

El perl profesional de este ttulo est encaminado a la formacin de un profesional polivalente, que sea capaz de adaptarse a las nuevas necesidades del mercado labo- ral. Adems, forma a un tcnico con gran especializacin en la instalacin y mante- nimiento de infraestructuras de telecomunicaciones, sistemas de domtica, sistemas de energa solar fotovoltaica, etc.

Una vez realizados todos los mdulos del ciclo formativo, el alumno estar capacitado para realizar las siguientes actividades profesionales: montaje y mantenimiento de las instalaciones de telecomunicaciones en edicios, instalaciones domticas, instalaciones elctricas en el mbito industrial e instalaciones de energa solar fotovoltaica, entre otras. Adems poseer los conocimientos necesarios para desarrollar su actividad pro- fesional atendiendo a las medidas de seguridad en cada caso, a los protocolos de ca- lidad y respetando el medio ambiente.

De uno de estos mdulos profesionales, que contribuye a alcanzar dicha competencia, es del que nos vamos a ocupar a lo largo de este libro.

El nuevo Tcnico especialista en instalaciones elctricas y automticas debe tener una buena base de conocimientos sobre el funcionamiento y la aplicacin de los circuitos electrnicos que utilizar en el desarrollo de su profesin de manera habitual (Fig. 1.1).

El mdulo de Electrnica tiene este cometido, aportar al alumno y futuro tcnico, los conocimientos sucientes, tanto en el mbito de la Electrnica analgica como en el de la Electrnica digital, para entender el funcionamiento de los equipos que utilizar en su entorno profesional.

Electrnica es un mdulo soporte, que proporciona una adecuada base terica y prc- tica para la comprensin de las funciones y caractersticas de los equipos y elementos electrnicos utilizados en instalaciones y sistemas de instalaciones comunes de teleco- municaciones, instalaciones domticas e instalaciones fotovoltaicas, etc. Por eso, los montajes y aplicaciones propuestos en este mdulo son la base del conocimiento para entender el funcionamiento de equipos ms complejos.

Fig. 1.1. La Electrnica estudia los principios en los que se basa el funcionamiento

Introduccin a los sistemas digitales 1de los equipos con los que el tcnico instalador y mantenedor deber trabajar en su entorno profesional.

11

En el currculo del ciclo, publicado en el Real Decreto 177/2008, de 8 de febrero (BOE de 1 de marzo), se establecen una serie de competencias, tanto a nivel profesional como personal, que se pretenden alcanzar a la nalizacin del mismo. En el caso del mdulo de Electrnica aplicada, contribuye a alcanzar las siguientes competencias:

Congurar y calcular instalaciones y equipos teniendo en cuenta las prescripciones y la normativa vigente.

Mantener y reparar instalaciones y equipos electrnicos relacionados con su mbito profesional.

Vericar el funcionamiento de las instalaciones o los equipos realizando pruebas fun- cionales y de comprobacin, para proceder a su puesta en funcionamiento.

Adems, el mdulo de Electrnica contribuye a alcanzar los objetivos generales del ci- clo formativo, entre los que podemos destacar:

a) Identicar los elementos de las instalaciones y los equipos, analizando planos y esquemas.

b) Delinear esquemas, croquis o planos de emplazamiento de los circuitos, empleando los medios y las tcnicas de dibujo y representacin simblica normalizada.

c) Seleccionar el utillaje, las herramienta, los equipos, as como los medios de montaje y de seguridad en el desempeo de su funcin profesional.

d) Aplicar tcnicas de mecanizado, conexin, medicin y montaje.

e) Comprobar el conexionado, los aparatos de maniobra y proteccin, as como las seales y parmetros caractersticos en las instalaciones y los equipos.

A lo largo del libro desarrollaremos los bloques de contenidos que nos pemitirn alcan- zar los conceptos necesarios para cumplir estos objetivos descritos en el apartado ante- rior. Estos bloques los podemos estructurar de la siguiente manera:

1. Fundamentos de Electrnica digital.

2. Componentes electrnicos.

3. Circuitos de aplicacin de Electrnica analgica: recticadores y ltros, oscilado- res, etc.

4. Circuitos amplicadores.

5. Fuentes de alimentacin.

6. Sistemas electrnicos de potencia.

Actividades

1. Busca en el BOE el listado de competencias profesionales que se adquieren gracias a la realizacin del ciclo. Aade a la lista anterior alguna ms que no haya sido mencionada anteriormente.

2. Realiza una lista con las posibles funciones que puede desempear un instala- dor que haya cursado este ciclo formativo.

3. Busca en Internet ejemplos de instalaciones en las que podra intervenir un tcnico que haya realizado el ciclo formativo de Tcnico en instalaciones elc- tricas y automticas. Organiza una lista de las mismas con ayuda de tus com- paeros. Aade, adems, cules podran ser las actuaciones que realizara este tcnico. Bsate para ello en la descripcin que encontrars en el BOE citado en esta misma pgina.

2. Introduccin a la Electrnica digital

El gran desarrollo experimentado por la Electrnica en los ltimos aos ha propiciado que la mayora de los equipos actuales funcionen con sistemas digitales. Un siste- ma digital se caracteriza por utilizar seales discretas, es decir, seales que toman un nmero nito de valores en cierto intervalo de tiempo.

La comparacin grca entre una seal analgica y una digital es la siguiente:

En el intervalo de tiempo marcado la seal puede tomar infinitos valores.

Seal analgica

En el intervalo de tiempo marcado la seal puede tomar un nmero finito de valores.

Seal digital

Fig. 1.2. Comparativa grca de una seal analgica frente a una seal digital.

Sabas que...?

El lgebra de Boole son las ma- temticas de la Electrnica digi- tal. A lo largo de la unidad pro- fundizaremos en su estudio.

En la Figura 1.2, la seal inferior corresponde a la digitalizacin de la seal analgica, y contiene informacin suciente para poder reconstruir la seal digital.

Todas las telecomunicaciones modernas (Internet, telefona mvil, etc.) estn basadas en el uso de este tipo de sistemas, por lo que el estudio de las mismas resulta de gran importancia para cualquier tcnico que trabaje en este mbito.

Son muchas las razones que han favorecido el uso extensivo de los sistemas digitales,entre ellas:

Mayor abilidad en el procesamiento y transmisin de la informacin frente a los sistemas analgicos, ya que una pequea degradacin de la seal no inuir en el sistema digital en su valor (o en su inuencia como entrada en un circuito digital). Sin embargo, en un circuito analgico, cualquier pequeo cambio que se pueda pro- ducir en la seal propiciar la prdida de informacin en la misma.

Disposicin de un soporte matemtico adecuado para su desarrollo, en concreto, el lgebra de Boole.

Dominio de las tecnologas de fabricacin adecuadas.

Contar con una amplia distribucin comercial gracias a sus diversas aplicaciones en mltiples campos.

Podemos clasicar los circuitos digitales en dos grandes grupos:

Circuitos combinacionales: se caracterizan porque las salidas nicamente dependen de la combinacin de las entradas y no de la historia anterior del circuito; por lo tan- to, no tienen memoria y el orden de la secuencia de entradas no es signicativo.

Circuitos secuenciales: se caracterizan porque las salidas dependen de la historia an- terior del circuito, adems de la combinacin de entradas, por lo que estos circuitos s disponen de memoria y el orden de la secuencia de entradas s es signicativo.

3. Sistemas de numeracin

La informacin que se va a manejar en cualquier sistema digital tiene que estar repre- sentada numricamente. Para ello, necesitaremos un sistema de numeracin acorde con las caractersticas intrnsecas de este tipo de seales.

Un sistema de numeracin se dene como un conjunto de smbolos capaces de representar cantidades numricas. A su vez, se dene la base del sistema de nu- meracin como la cantidad de smbolos distintos que se utilizan para representar las cantidades. Cada smbolo del sistema de numeracin recibe el nombre de dgito.

As, los sistemas de numeracin ms utilizados son:

Sabas que...?

En Informtica, suelen usarse el sistema octal y el hexadecimal. Este ltimo fue introducido por IBM en los ordenadores en el ao 1963.

Sistema decimal o de base 10Consta de diez dgitos: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9}.

Sistema binario o de base 2Consta de dos dgitos: {0, 1}.

Sistema octal o de base 8Consta de ocho dgitos: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}.

Sistema hexadecimal o de base 16Consta de diecisis dgitos: {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F}.

Tabla 1.1. Sistemas de numeracin ms utilizados.

El sistema que utilizamos habitualmente es el sistema decimal, sin embargo, el sistema empleado en los equipos digitales es el sistema binario. Por tanto, es necesario conocer cmo podemos relacionar ambos sistemas.

3.1. Sistema binario

Como ya hemos estudiado, el sistema binario o de base 2 solo utiliza dos smbolos para representar la informacin: 0 y 1. Cada uno de ellos recibe el nombre de bit, que es la unidad mnima de informacin que se va a manejar en un sistema digital. A partir de esta informacin, vamos a analizar cmo podemos convertir un nmero dado en el sistema decimal en un nmero representado en el sistema binario.

Caso prctico 1: Conversin de un nmero decimal al sistema binario

Convertir el nmero 34 dado en decimal a su equivalente en binario.

Solucin:

Los pasos que debemos dar son los siguientes:

34 20 17 2

En la operacin, est marcado en rojo el ltimo cocien- te que obtenemos (ya no se puede dividir entre 2) y en amarillo los restos de cada una de las divisiones par- ciales.1. Realizamos sucesivas divi-

1 8 2siones del nmero decimal, por la base del sistema bi-

0 4 20 2 2

2. El nmero binario pedido se forma cogiendo el ltimo cociente obtenido, y todos los restos, en el orden quenario, 2, hasta llegar a un nmero no divisible:

0 1 est marcado por la echa en la gura. De esta forma,el resultado ser: 1000102.

Caso prctico 2: Conversin de un nmero binario al sistema decimal

Convertir el siguiente binario 1011 en su equivalente nmero decimal.

Solucin:

En este caso, lo que debemos hacer es multiplicar cada bit, empezando por la izquierda en direccin hacia la derecha, por las potencias de 2 y a continuacin sumamos tal como se muestra en el siguiente ejemplo:10112 5 1 ? 20 1 1 ? 21 1 0 ? 22 1 1 ? 23 5 1 1 2 1 0 1 8 5 1110, como podemos ver, el nmero binario 1011 se corresponde con el nmero 11 decimal. Luego el binario ser 10112 5 1110.

Unidades de medida

Un byte (u octeto) es una secuen- cia de 8 bits.

El byte se representa con la letra B y es la unidad bsica de alma- cenamiento de la informacin. Es la unidad que dene el tama- o de la palabra de un orde- nador. Suele ponerse al lado del nmero binario, decimal y he- xadecimal la base en subndice para diferenciarla.

Ej.: 10010 sera el nmero cien decimales por la base 10 en sub- ndice; 1002 es el uno, cero, cero, binario, por la base 2;10016 es el 1, 0, 0 hexadecimal por la base 16.

Su uso actual est muy vinculado a la informtica y a los sistemas computacionales, pues los ordenadores suelen utilizar el byte u octeto como unidad bsica de memoria. En principio, y dado que el sistema usual de numeracin es de base decimal y, por tanto, solo se dispone de diez dgitos, se adopt la convencin de usar las seis prime- ras letras del alfabeto latino para suplir los dgitos que nos faltan. As, el conjunto de smbolos hexadecimales es: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F.

N.o decimalN.o binarioN.o hexadecimalN.o decimalN.o binarioN.o hexadecimal0008100081119100192102101010A3113111011B41004121100C51015131101D61106141110E71117151111FDonde la letra A es el 10 decimal, la letra B es el 11 decimal, etc. La Tabla 1.2 recoge la conversin de los nmeros decimales a binarios y a hexadecimales:

Tabla 1.2. Conversin de los nmeros decimales a binarios y hexadecimales.

Al igual que un nmero binario tiene su equivalente decimal, un nmero hexadecimal tambin se puede convertir a decimal, y a su vez un nmero decimal se puede convertir o tiene su equivalencia en uno hexadecimal.

Es importante tener en cuenta que el sistema octal utiliza la base 8. El conjunto de sm- bolos octales sera: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7.

Por otra parte, la conversin de binario a octal se realiza igual que la conversin de binario a hexadecimal pero con grupos de tres bits; y en el caso de hexadecimal a bi- nario, igual pero con grupos de tres bits para la conversin de octal a binario.

Caso prctico 3: Conversin de un nmero dado en decimal al sistema hexadecimal

Convertir el decimal 345 en hexadecimal.

Solucin:34516

1. Se divide el nmero entre 16 tantas veces como sea necesario hasta que el ltimo cociente sea infe-92116

rior a 16.51

2. El nmero hexadecimal ser el formado por el ltimo cociente y los dems restos de las divisiones.951

As: El nmero decimal 34510 5 15916 hexadecimal.

Caso prctico 4: Conversin de un nmero hexadecimal a decimal

Convertir el nmero 7816 hexadecimal a decimal.

Solucin:

Se multiplica el nmero hexadecimal por las potencias de 16 empezando por la derecha hacia la izquierda y a conti- nuacin se suma.7816 5 8 ? 160 1 7 ? 161 5 8 1 112 5 12010

Luego el nmero 7816 hexadecimal 5 12010 decimal.

Tambin podemos hacer conversiones de binario a hexadecimal y de hexadecimal a binario, tal como mostramos en los siguientes casos prcticos.

Caso prctico 5: Conversin de un nmero binario a hexadecimal

Dado el nmero 010011112 bi- nario, vamos a convertirlo en un nmero hexadecimal:

0100 11112 = 4F16

4 F

Solucin:

Dado un numero binario, debemos agrupar de cuatro en cuatro empezando por el lado derecho; si al llegar al nal no hay un grupo de cuatro bits, se aaden ceros a la izquierda hasta completar el grupo y se sustituye por su correspondiente hexa- decimal; en este caso el nmero 11112 es el F hexadecimal, y el 01002 es el4 hexadecimal.

Luego el nmero binario 010011112 5 4 F16 hexadecimal.

Caso prctico 6: Conver tir un nmero hexadecimal a binario

Dado el nmero hexadecimal20E16, convertir en binario.

2 0 E16= 0010 0000 11102

0010 0000 1110

Solucin:

Dado el nmero hexadecimal, de derecha a izquierda sustituimos el nmero hexa- decimal por el correspondiente binario de cuatro bits.

El nmero hexadecimal 20E16 5 0010000011102 binario.

Actividades

4. Pasa los siguientes nmeros decimales a binarios:

a) 678. b) 12. c) 18. d) 19. e) 15.

8. Pasa los siguientes nmeros binarios a hexadeci- males:

5. Pasa los siguientes nmeros binarios a decimales:

a) 1001111.

b) 11110000.

c) 1110101.

d) 110101.a) 1000111.

b) 1001.

c) 10000.

d) 10101.

9. Pasa los siguientes nmeros hexadecimales a bina- rios:6. Pasa los siguientes nmeros decimales a hexadeci-males:

a) 456. b) 89. c) 90. d) 100.

7. Pasa los siguientes nmeros hexadecimales a deci-

a) 23C. b) 456E. c) 234. d) 445. e) 78D.

10. Pasa los siguientes nmeros hexadecimales a decima- les pasando por binarios:males:

a) 23A. b) 234D. c) 56FF. d) EF.

a) 546.

b) 666.

c) 78D.

d) 66BC.

e) 123B.

Sabas que...?

George Boole (1815-1864) fue un matemtico y lsofo britni- co que invent una serie de re- glas para expresar y resolver pro- blemas lgicos que solo podan tomar dos valores. Estas reglas conforman lo que conocemos como el lgebra de Boole.

4. Funcin lgica. lgebra de Boole

El lgebra de Boole y los sistemas de numeracin binarios vistos hasta ahora constitu- yen la base matemtica para construir los sistemas digitales.

El lgebra de Boole es una estructura algebraica que relaciona las operaciones lgicas O, Y, NO.

A partir de estas operaciones lgicas sencillas, se pueden obtener otras ms complejas que dan lugar a las funciones lgicas. Por otra parte, hay que tener en cuenta que los valores que se trabajan en el lgebra de Boole son de tipo binario.

4.1. lgebra de Boole

En el lgebra de Boole existen tres operaciones lgicas: suma, multiplicacin y comple- mentacin o inversin. Sus postulados son los siguientes:

OperacinForma de representarlaPostulados bsicos

SumaF 5 a 1 b0 1 0 5 0 a 1 0 5 a0 1 1 5 1 a 1 1 5 11 1 1 5 1 a 1 a 5 1a 1 a 5 a

MultiplicacinF 5 a ? b0 ? 0 5 0 a ? 0 5 00 ? 1 5 0 a ? 1 5 a1 ? 1 5 1 a ? a 5 a a ? a 5 0

Complementacin o inversinF 5 aF 5 a ? b0 5 11 5 0

a 5 a

Tabla 1.3. Postulados del lgebra de Boole.

Adems de los postulados, se denen una serie de propiedades para sus operaciones, que son las siguientes: Propiedad conmutativa: a 1 b 5 b 1 a a ? b 5 b ? a

Sabas que...?

Las leyes de De Morgan deben su nombre a su creador, Augus- tus De Morgan (1806-1871), matemtico de origen ingls na- cido en la India que fue el pri- mer presidente de la Sociedad de Matemticas de Londres.

Propiedad asociativa: a ? (b ? c) 5 (a ? b) ? c

a 1 (b 1 c) 5 (a 1 b) 1 c

Propiedad distributiva: a ? (b 1 c) 5 a ? b 1 a ? c

a 1 (b ? c) 5 (a 1 b) ? (a 1 c)

Por ltimo, para la simplicacin de circuitos digitales, adems de estas propiedades resultan fundamentales las leyes de De Morgan:

Primera ley de De Morgan: a 1 b 5 a ? b

Segunda ley de De Morgan: a ? b 5 a 1 b

4.2. Funcin lgica

Se denomina funcin lgica a toda expresin algebraica formada por variables bina- rias que se relacionan mediante las operaciones bsicas del lgebra de Boole.

Una funcin lgica podra ser por ejemplo la siguiente:

F 5 a 1 b (funcin lgica); esta funcin sera a o b

Variable dependiente

a, b: variables independientes

Suma lgica: a o b

Caso prctico 7: Aplicacin de los postulados de Boole

Simplica esta funcin aplicando los postulados de Boole: F 5 (a ? 1) ? (b ? b) ? (a ? 1) 1 (a ? 0) ? (a ? a) ? (b ? 1)

Solucin:

Aplicamos a cada parntesis de esta funcin los postulados de Boole:

F 5 a ? b ? a 1 0 ? a ? b

Aplicando el postulado: a ? 0 5 0

Aplicamos la pr opiedad conmutativa

F 5 a ? a ? b 1 0

F 5 a ? b 1 0

Aplicando el postulado: a ? a 5 a

Aplicando el postulado: a 1 0 5 a Solucin: F 5 a ? b

Caso prctico 8: Aplicacin de la primera ley de De Morgan

Simplica, aplicando los postulados de Boole y las leyes de De Morgan: F 5 a 1 b ? (a 1 b)

Solucin:

Aplicamos la primera ley de De Morgan: a 1 b 5 a ? b a la funcin, y queda: F 5 a ? b ? (a 1 b); aplicando la propiedad distributiva: F 5 a ? b ? a 1 a ? b ? b; aplicamos los postulados de Boole y la propiedad conmutativa, y tenemos:

El postulado que aplicamos sera: a ? a 5 0; luego F 5 0 ? b 1 a ? 0

Aplicamos de nuevo el postulado: a ? a 5 0 Solucin: F 5 0

Actividad

11. Simplica estas funciones aplicando los postulados, las propiedades de Boole y las leyes de De Morgan:

a) F 5 a ? b 1 a ? (b 1 0) ? (b ? 0)

b) F 5 a ? a 1 b F 5 (a ? a ) 1 a ? b c) F 5 (a 1 b ) ? (a 1 b)d) F 5 (a 1 b ) ? (a 1 b)

e) F 5 (a 1 b ) ? (c 1 d )

f ) F 5 a ? b ? (a 1 c)

g) F 5 a ? b ? c

h) F 5 c ? b ? a 1 c ? b ? a 1 c ? b ? a i) F 5 d ? c ? b ? a 1 d ? c ? (b 1 a)j) F 5 c ? b ? a ? (c 1 b 1 a)

Impor tante

Los valores que pueden tomar las variables binarias son siem- pre dos: 0 y 1, que se represen- tan como verdadero o falso.

En electrnica digital, los smbo- los representan valores de ten- sin elctrica.

Tendremos lgica positiva cuan- do el nivel de tensin para el 1 es mayor que para el estado 0; para la lgica negativa, al con- trario. As, para la lgica posi- tiva el estado 1 es el nivel alto (High) H, y el nivel lgico 0 es el nivel bajo (Low) L, y para la lgi- ca negativa al contrario.

5. Tabla de verdad de una funcin lgica.Puertas lgicas y circuitos integrados

En el lgebra convencional es habitual ayudarse de representaciones grcas para formular y resolver expresiones. El tipo de representacin que se utiliza para el mismo n en el lgebra de Boole son las tablas de verdad.

5.1. Tabla de verdad

La tabla de verdad es una representacin grca de todos los valores que puede tomar la funcin lgica para cada una de las posibles combinaciones de las varia- bles de entrada. Es un cuadro formado por tantas columnas como variables tenga la funcin ms la de la propia funcin, y tantas las como combinaciones binarias sea posible construir.

El nmero de combinaciones posibles es 2n, siendo n el nmero de variables. As, si tene- mos dos variables (a, b) tendremos: 22 5 4 combinaciones binarias (00, 01, 10, 11), etc.

Caso prctico 9: Constr uccin de una tabla de verdad a par tir de una funcin lgica

Dada la funcin lgica: F 5 a 1 b, hemos de construir la tabla de verdad:

3 columnas

Solucin:

1. Tenemos dos variables, a y b, luego necesitamos dos columnas y la de la funcin.

2. Al tener dos variables, las combinaciones que pode- mos hacer son 22 5 4 combinaciones.

Luego la tabla de verdad ser:

4 combinaciones,4 filas

abF 5 a 1 b000 1 0 5 0010 1 1 5 1101 1 0 5 1111 1 1 5 1Fig. 1.3. Tabla de verdad.

Actividades

12. Dibuja la tabla de verdad para las siguientes funcio- nes, indicando el nmero de variables y las combina- ciones posibles:

a) F 5 a ? b ? c

b) F 5 a 1 b 1 c

c) F 5 a ? (b ? c) 1 d

d) F 5 (a 1 b ) ? (a 1 b) e) F 5 (a 1 b ) ? (a 1 b) f) F 5 a ? b ? cg) F 5 c ? b ? a 1 c ? b ? a 1 c ? b ? a

13. Dada la siguiente tabla de verdad incompleta, rellena las variables que tiene y sus combinaciones:

abF 5 a ? b00011014. Termina la siguiente tabla de verdad de la funcinF 5 a ? b:

5.2. Puertas lgicas

Las puertas lgicas son pequeos circuitos digitales integrados cuyo funcionamien- to se adapta a las operaciones y postulados del lgebra de Boole.

Las ms importantes se muestran en la siguiente tabla:

Nombre de la puertaEquivalencia elctrica y smbolo lgico:a) Equivalente elctrico b) Smbolo ANSIc) Smbolo lgico tradicionalTabla de verdad y funcin lgicaPuerta NOTa) b) c)1 A A A A ANOT a sa s A X0 1s 5 a 1 0Puerta OR (O)a) b) c)AA 1A + B A A + BB B BA + Ba b s a 0 0 0 b s 0 1 11 0 1s 5 a 1 b 1 1 1Puerta AND (Y)a) b) c)A B A & A B A A B B Ba b sa 0 0 0sb 0 1 01 0 0s 5 a ? b 1 1 1Puerta X - OR (OR exclusiva)a) A B b) c)A = 1A B A A BB B A B = AB + ABa b sa s 0 0 0b 0 1 11 0 1s 5 a ? b 1 a ? b 1 1 0Puerta NOR (No O)a) b) c)AB A 1 A + B A A + BB A + B = A B Ba s a b sb0 0 1a s 0 1 0b 1 0 0s 5 a 1 b 1 1 0Puerta NAND (No Y)a) A b) c) A & A A B B A BB BA B = A + Ba a b sb s 0 0 1a 0 1 1sb 1 0 1s 5 a ? b 1 1 0Puerta X - NOR (NOR exclusiva)a) A B b) c)A= 1 A!B A A!B B B!a s a b sb 0 0 1a 0 1 0b s 1 0 0s 5 a ? b 1 a ? b 1 1 1A B

A B = AB + AB

Tabla 1.4. Principales puertas lgicas.

Impor tante

Existen chips con puertas lgicas con ms de dos entradas, as:Puertas NOR: 7427:3 NOR de dos entradas. 74260:2 NOR de cinco entradas.

Puertas NAND: 7410:3 NAND de tres entradas.

4 7420:2 NAND de cuatro entradas. 7430:1 NAND de ocho entradas. 74133:1 NAND de trece entradas.

5.3. Circuitos integrados digitales comerciales

Una de las metas de los fabricantes de componentes electrnicos es la superacin del nmero de componentes bsicos que pueden integrarse en una sola pastilla, ya que permite la reduccin del tamao de los circuitos, del volumen y del peso.

Los componente bsicos de los integrados son las puertas (Tabla 1.4), las cuales se en- cuentran dentro de un chip o en circuitos digitales integrados con una tecnologa de fabricacin que trataremos en el siguiente apartado: TTL y CMOS.

Cada chip o circuito integrado (Fig. 1.4) tiene una hoja de caractersticas que facilita el fabricante.

3 Fig. 1.4. Chip de puertas lgicas.

A su vez, cada tipo de puerta tiene su integrado del tipo 74xx, donde 74 (tecnologaTTL) es la serie con las caractersticas ms importantes:

Tensin de alimentacin: 5 voltios.

89101112136543211478910111213654321147891011121365147 Temperatura de trabajo: de 0 a 70 C.

Tipo de puerta(y nombre del circuito integrado)Chip integradoN.o de puertasLa puerta lgica NOT (7404)Vcc 1D 2D 3D 1C 2C 3C1A 2A 3A 1B 2B 3B GNDTiene seis puertas NOT de una entrada cada una.La puerta lgica OR (7432)Vcc 1D 2D 3D 1C 2C 3C1A 2A 3A 1B 2B 3B GNDTiene cuatro puertas OR de dos entradas cada una.La puerta lgica AND (7408)Vcc 1D 2D 3D 1C 2C 3C1A 2A 3A 1B 2B 3B GNDTiene cuatro puertas AND con dos entradas cada una.La puerta lgica X - OR (7486)Vcc14 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 7GNDTiene cuatro puertas X-OR con dos entradas cada una.La puerta lgica NOR (7402)Vcc14 13 12 11 10 9 81 2 3 4 5 6 7GNDTiene cuatro puertas NOR con dos entradas cada una.La puerta lgica NAND (7400)Vcc Pin 814 13 12 11 10 9 8Noteh1 2 3 4 5 6 7GNDTiene cuatro puertas NAND con dos entradas cada una.Y xx es un nmero que nos indica de qu tipo de puerta se trata. As lo recoge la si- guiente tabla:

Sabas que...?

21Tambin tenemos las puer tas triestados, que adems de po- seer los estados lgicos de nivel alto y nivel bajo, poseen un ter- cer estado llamado de alta im- pedancia (Z). En este estado la salida no est conectada ni a masa ni a la tensin, sino que est como otante.

Impor tante

Los circuitos integrados con puer- tas lgicas tienen 14 patillas, siendo la numeracin como si- gue (empezando por la patilla 1 con el semicrculo a nuestra iz- quierda):

VccPin 8

141312111098

Noteh

1 2 3 4 5

6 7GND

Tabla 1.5. Chips integrados y n.o de puertas segn el tipo de puerta lgica.

Estos chips tienen unos parmetros generales que vienen dados por el fabricante, como se puede ver en las hojas de caractersticas.

Caso prctico 10: Comprobacin de la tabla de verdad de las puer tas lgicas

Dado el siguiente esquema elctrico (Fig. 1.5), monta y simula el circuito y comprueba la tabla de verdad. Para ello utiliza un circuito 7432, que contiene cuatro puertas lgicas OR de dos entradas.

SEALES 5 V DE ENTRADA

R2 R1

Entradas de la tabla

INDICADOR LUMINOSO

Para todos los integrados de puertas lgicas:

En la patilla 14 (Vcc ) hay que colocar el positivo de la fuente de alimentacin del entrenador (5 V). En la patilla 7 (GND) hay que colocar el negativo de la fuente10 k

10 k IC1A

574LS32

DE SALIDA

de alimentacin del entrenador digital.A 13 F

4161514131211109B 2D1LED

S1

123456781 R3300

Solucin:

Si simulamos en el entrenador, los elementos mediante los cuales vamos a aplicar los niveles digitales a nuestro mon- taje (0 y 1 lgicos) son los interruptores (Fig. 1.8), que a su vez son las variables de entrada:

Salida de la tabla

SW

Abierto

SW

Cerrado

Fig. 1.8. Estados de un interruptor.Fig. 1.5. Esquema elctrico.

Tal como indica el enunciado, el circuito integrado que necesitamos es el 7432 (Fig. 1.6):

Estos estados permiten a estos dispositivos introducir un nivel lgico 0 o 1, segn la posicin en que se encuentren, cerrado o abierto, tal como se muestra en la Figura 1.6 (a la izquierda):

114Vcc

1213321D 2D

10113D 1C

892C 3C5 V

7Salida (S)

10 k

10 k

V

5 V 5 V

61A 2A

3A 1B 2B

3B GND

Masa

Entradas a y b

Pulsador Interruptor

Abierto

0 V t

Cerrado Abierto Fig. 1.6.

Fig. 1.9. Interruptores.

Fig. 1.10. Cronogramas.

Por su parte, el montaje en el entrenador para la simula- cin es:

Los niveles lgicos se representan en cronogramas como el de la Figura 1.10. La salida de la tabla de verdad ira al LED, y si el LED se enciende es un 1, y si no se enciende un 0. Con estos datos podemos construir la tabla de ver- dad (Fig. 1.11):

A B Salida

0 0 0

1011110 1 1

Salida a 0 LED apagado

Salidas a 1 LED encendido

Fig. 1.7.

Fig. 1.11. Tabla de verdad.

6. Familias lgicas

Como consecuencia de las diferentes tcnicas de fabricacin de los circuitos integrados, podemos encontrarnos con diversas familias lgicas, que se clasican en funcin de los transistores con los que estn construidas.

As, cuando se utilizan transistores bipolares se obtiene la familia denominada TTL, y si se utilizan transistores unipolares, se obtiene la familia CMOS. Cada una de estas fami- lias tiene sus ventajas e inconvenientes, por eso, para el diseo de equipos digitales se utilizar la ms adecuada en cada caso.

Las caractersticas de todas las familias lgicas integradas son las siguientes:

Alta velocidad de propagacin.

Mnimo consumo.

Bajo coste.

Mxima inmunidad al ruido y a las variaciones de temperatura.

A continuacin estudiaremos ambos tipos de familias: TTL y CMOS.

6.1. Familia lgica TTL

Las siglas TTL signican Lgica Transistor-Transistor (del ingls, Transistor-Transistor Logic). En este caso, las puertas estn constituidas por resistencias, diodos y transis- tores. Esta familia comprende varias series, una de las cuales es la 74, y cuyas caracte- rsticas son:

Tensin comprendida entre 4,5 y

VOH mn. 5 2,4 V.5,5 V.

VOL mx.

5 0,4 V. Temperatura entre 0 y 70 C.

VIH mn. 5 2,0 V. VIL mx. 5 0,8 V.

Tiempo de propagacin medio, 10 ns.

Disipacin de potencia, 10 mW por funcin.

Sabas que...?

El diodo Schottky est constitui- do por una unin metal-semicon- ductor (barrera Schottky), en lu- gar de la unin convencional semiconductor N semiconduc- tor P utilizada por los diodos normales.

Otra serie es la 54, que presenta las mismas caractersticas que la serie 74, con la dife- rencia de que la temperatura de trabajo est comprendida entre 255 C y 125 C. Esta serie se utiliza en aplicaciones espaciales.

Las puertas ms utilizadas son las de la serie 74, que son ms comerciales. En concre- to, las ms empleadas son las que tienen como referencia 74Lxx, donde la L signica Low-power, y cuyas caractersticas son:

Potencia disipada por puertas: 1 mW.

Tiempo de propagacin: 33 ns.

A su vez, la S (74Sxx) signica Schottky, y sus caractersticas son:

Potencia disipada por puertas: 19 mW.

Tiempo de propagacin: 3 ns.

Finalmente, LS (74LSxx) signica Low-power Schottky, y sus caractersticas son:

Potencia disipada por puertas: 2 mW.

Tiempo de propagacin: 10 ns.

6.2. Familia lgica CMOS

En esta familia el componente bsico es el transistor MOS (Metal-xido-Semicon- ductor).

Los circuitos integrados CMOS son una mezcla entre la NMOS, constituida por tran- sistores de canal N, y la PMOS, cuyo elemento fundamental es el transistor MOS de canal P.

La familia CMOS bsica que aparece en los catlogos de los fabricantes es la serie4 000. Sus caractersticas ms importantes son:

La tensin de alimentacin vara entre 3 y 18 V.

El rango de temperaturas oscila entre 240 y 85 C.

Los niveles de tensin son: VIL mn. 5 3,5 V; VIL mx. 5 1,5 V; VOH mn. 5 4,95 V;VOL mx. 5 0,05 V.

Los tiempos de propagacin varan inversamente con la tensin de alimentacin, sien- do de 60 ns para 5 V y de 30 ns para 10 V.

La potencia disipada por puerta es de 10 nW.

Inicialmente, se fabricaron circuitos CMOS con la misma disposicin de las puertas en los circuitos integrados que en las familias TTL. As, se gener la familia 74C, com- patible con la familia TTL, cuyas caractersticas son muy parecidas a las de la familia4 000. Debido a las mejoras en la fabricacin, se desarrollaron las series 74HC (alta velocidad) y la 74HCT (alta velocidad compatible con los niveles TTL). Estas series poseen caractersticas muy parecidas a las LS de la familia TTL, pero con consumos inferiores.

Las series ms utilizadas son las 74HCxx, donde HC signica High speed CMOS. El tiempo de propagacin de estas series ofrece valores del orden de 8 ns y se alimentan con tensiones de entre 2 y 6 V.

6.3. Compatibilidad entre las familias lgicas TTL y CMOS

Si queremos conectar las distintas familias lgicas entre s, tenemos que tener en cuenta su compatibilidad, tanto de corriente como de tensin.

Compatibilidad de corriente

Para conectar la salida de un circuito con la entrada de otro, el circuito de la salida debe suministrar suciente corriente en su salida, tanta como necesite la entrada del otro circuito. Por tanto se tiene que cumplir que:

IOH mx. > IIH mx. nivel alto

IOL mx. > IIL mx. nivel bajo

Compatibilidad de tensin

Si queremos conectar la salida de un circuito con la entrada de otro circuito, se tiene que vericar que:

VOL mx. < VIL mx. nivel bajo

VOH mn. > VIH mn. nivel alto

Dado que la primera condicin se cumple casi siempre, lo que tenemos es que veri- car que se cumple la ltima (de nivel alto).

Impor tante

El componente bsico de cual- quier circuito integrado pertene- ciente a una familia lgica es el transistor, que estudiaremos en la Unidad 5.

Caso prctico 11: Anlisis de la hoja de caractersticas de un circuito integrado con puer tas

A continuacin tenemos las caractersticas del circuito inte- grado 74LS00 (puerta NAND). Vamos a analizar sus pa- rmetros ms importantes, aprovechando que son iguales para todos los integrados de las dems puertas vistos has- ta ahora (caractersticas generales).

Tiempo de propagacin medio: es el retraso o el periodo que transcurre desde que se produce el cambio lgico a la entrada, hasta que lo hace a la salida: t PLH tiempo de propagacin de nivel bajo a nivel alto; t PHL tiempo de pro- pagacin de nivel alto a nivel bajo.

Tensin de entrada a nivel alto

Tensin de entrada a nivel bajo

Tensin de salida a nivel alto

Tensin de salida a nivel bajo

Intensidad de entrada a nivel alto

Intensidad de entrada a nivel bajo

Corriente de alimentacin

(Cortesa de ON Semiconductor.)

Actividades

15. Consulta la hoja de caractersticas de los siguientes circuitos integrados:

a) 74LS02 b) 74HC02 c) 74LS86 d) 74HC86

Y responde a las siguientes preguntas:

Cunto vale la tensin de entrada cuando hay un0 lgico?

Cunto vale la tensin de entrada cuando hay un 1 lgico?

Cul es la tensin de alimentacin para cada cir- cuito integrado?

Cunto vale la corriente de entrada a nivel bajo?

Cul es el tiempo de propagacin de los circuitos integrados?

Cul es el valor de la corriente de cortocircuito de los circuitos integrados?

16. Busca en Internet la hoja de caractersticas de los si- guientes integrados y explica los parmetros principa- les de:

a) 74HC02 b) 74HC32 c) 74LS00

Seala, adems, a qu tecnologa lgica pertenecen.

17. Coge del taller un inyector lgico y detecta las seales lgicas de los chips 74LS00 y 74HC00 una vez mon- tados en el entrenador lgico.

18. Explica qu signican las letras de los chips de la Ac- tividad 15 e indica qu puertas lgicas son. Una vez hecho esto, realiza la tabla de verdad.

19. Detalla las diferencias que observas entre los circuitos integrados de las familias lgicas TTL y las familias lgicas CMOS.

7. Instrumentos de medida

En este apartado vamos a conocer los diferentes instrumentos de medida que se usan con mayor frecuencia para el estudio de los circuitos integrados aprendidos.

7.1. Sonda lgica

La sonda lgica es un instrumento de medida que se utiliza con mucha frecuen- cia en electrnica digital y que sirve para comprobar el nivel lgico existente en la entrada o en un circuito digital.

La sonda tiene tres LED: rojo para el nivel de lgica alto; verde para el nivel de lgica bajo; y amarillo para pulsos. Cuando tocamos la patilla de un circuito integrado con la punta de prueba de una sonda lgica, se encender uno de los LED, dependiendo del nivel. Adems, la sonda cuenta con dos cables con pinzas: una de color rojo y otra negra. Al usarse, la pinza roja debe conectarse al positivo del circuito y la negra al negativo. Al efectuar la conexin, el LED amarillo puede pestaear una o dos veces, pero si parpadea continuamente signica que el suministro de alimentacin tiene exce- siva ondulacin. La sonda lgica nos puede ayudar a encontrar averas en los circuitos digitales, ya que aunque se podra utilizar un polmetro, este no puede detectar los cambios rpidos de los niveles lgicos que tiene la patilla de un circuito integrado, por eso resulta ms adecuado utilizar la sonda lgica.

En la Figura 1.12 se muestra una sonda lgica y sus elementos:

Impor tante

En esta imagen puedes ver una sonda lgica comprobando el nivel en un circuito integrado.

25 30 35 4025 30 35 40

LED verde, indicador de nivel bajo

LED rojo, indicador de nivel alto

Punta de prueba

Pinzas de color rojo y negro

Indicador de pulsos

Fig. 1.12. Sonda lgica.

7.2. Pinza lgica

Cuando utilizamos una sonda lgica puede que se produzcan cortocircuitos involunta- rios entre los pines del circuito integrado, y entonces solo se pueda visualizar un punto simultneamente. Sin embargo, dado que en ocasiones tendremos que visualizar simul- tneamente el estado de varias o todas las patillas de un circuito integrado, y en este caso la sonda lgica resulta insuciente, emplearemos otro instrumento de medida: la pinza lgica.

Para cada circuito integrado existe una pinza concreta, que depende del nmero de patillas. As, por ejemplo, una pinza de 16 patillas permite comprobar el funcionamien- to de un circuito integrado de 16 patillas, as como el estado lgico de todas las patillas del circuito integrado, ya que para cada patilla contamos con un diodo LED.

7.3. Inyector lgico

El inyector lgico (Fig. 1.13) es otro instrumento de medida muy utilizado para comprobar el funciona- miento de los circuitos integrados. Conectado a una de las patillas de entrada del circuito integrado, in- troduce un tren de pulsos en el mismo que, junto con la sonda lgica a la salida, nos permite vericar si el circuito funciona correctamente.

7.4. Analizador lgico

El analizador lgico (Fig. 1.14) es un aparato de medida que recoge los datos de un circuito digital y los muestra en una pantalla. Se parece al oscilosco- pio, pero este instrumento es capaz de mostrar no solo dos o tres seales (muestran los cronogramas) como lo hace el osciloscopio, sino que puede mos- trar las seales de mltiples canales.

Se emplea con mucha frecuencia para detectar erro- res en los circuitos digitales.

Fig. 1.13. Inyector lgico.

Vertical Horizontal Master

Fig. 1.14. Analizador lgico.

Caso prctico 12: Comprobacin con una sonda lgica del nivel lgico de un circuito integrado

En la Figura 1.15 se muestra un chip 74LS32. Hemos de comprobar, con una sonda lgica, el nivel lgico a la sa- lida del circuito integrado, y realizar su tabla de verdad.

Solucin:

ABSalida000011101111Se conecta la sonda lgica a la salida del chip, o sea a la patilla numero 3, y se puede comprobar que cuando la sali- da es un 1, se enciende el LED rojo, y cuando da un 0 a la salida, se enciende el verde. Luego la tabla de verdad es:

Fig. 1.15.

Actividad

20. Dado el siguiente montaje de un circuito integrado 74LS86, conec- ta una sonda lgica a la salida del chip y comprueba la tabla de verdad.

Fig. 1.16.

Prctica final: Comprobacin de la tabla de verdad de las puer tas NAND y NOR

1. Objetivo

Realizar el montaje en un entrenador digital y simular los siguientes esquemas elctricos, utilizando para ello los chips con tecnologa TTL necesarios.

Nota: el diodo LED est integrado en el entrenador, por lo que ya lleva la resistencia correspondiente.Los esquemas elctricos a montar son los siguientes:

a5 VFLEDR1b

Fig. 1.17. Esquema elctrico de una puerta NAND.

a5 VF

3. Tcnica

1. Coloca los dos circuitos integrados sobre la placa BOARD. Realiza las conexiones de alimentacin para ambos: Vcc al positivo de la fuente de alimenta- cin y GND al negativo (Fig. 1.19).

2. Conecta a cada entrada del 74LS00 y 74LS02 un interruptor para simular la combinacin binaria de entrada (Fig. 1.20).

3. Conecta a cada salida del 74LS00 y 74LS02 un diodo LED (Fig. 1.21).

4. Trabaja primero con un integrado y luego con otro, pero aplica a los dos el mismo procedimiento.

5. Introduce las combinaciones binarias en los interrup- tores, que son las variables de entrada (a y b).

abF (diodo LED) para el chip 74LS02F (diodo LED) para el chip 74LS00000110116. Realiza las tablas de verdad de los dos integra- dos, siendo la salida 1 cuando el LED se encienda y la salida 0 cuando el LED est apagado, y rell- nala.LEDR1b

Fig. 1.18. Esquema elctrico de una puerta NOR.

2. Materiales

Entrenador digital con placa BOARD para el montaje de los circuitos. Circuitos integrados: 74LS00 para la puerta NANDy el 74LS02 para la puerta NOR. Un diodo LED. Una fuente de alimentacin de 5 V del entrenador. Cables. Hoja de caractersticas del fabricante.

4. Cuestiones

1. Qu tipo de tecnologa hemos utilizado?

2. Analiza la hoja de caractersticas del fabricante y explica los parmetros fundamentales de cada uno.

3. Cul es su equivalente elctrico? Y la funcin lgi- ca de cada puerta?

Fig. 1.19. Fig. 1.20. Fig. 1.21.

Test de repaso

1. Si aplicamos las leyes de De Morgan a la siguiente funcin: F 5 a 1 b, obtenemos:a) F 5 a ? b.b) F 5 a 1 b. c) F 5 a ? b.d) F 5 a ? b.

2. Si aplicamos las leyes de De Morgan a la siguiente funcin: F 5 a ? b, obtenemos:a) F 5 a ? b.b) F 5 a 1 b. c) F 5 a ? b.d) F 5 a 1 b.

3. Si tenemos tres variables de entrada para construir la tabla de verdad, cuntas combinaciones necesita?a) 4. b) 16. c) 8. d) 6.

4. La funcin de una puerta OR es:a) F 5 a ? b. b) F 5 a ? b.c) F 5 a 1 b. d) F 5 a ? b.

5. La funcin de una puerta NAND es:a) F 5 a ? b. b) F 5 a ? b.c) F 5 a 1 b.d) Ninguna es correcta.

6. Cul de estos chips tiene tecnologa TTL?a) 74LS00. b) 74LS32. c) 74LS02.d) Todos los chips anteriores.

7. El chip 74LS86 es un chip con puertas:

a) NOR.

b) X-OR.

c) NAND.

d) NOT.

8. La puerta que hace la funcin de inversor es la:

a) NOT.

b) NOR.

c) NAND.

d) Ninguna es correcta.

9. Las caractersticas ideales de los circuitos integrados son:

a) Alta velocidad de propagacin.

b) Mnimo consumo.

c) Bajo coste.

d) Todas las anteriores son correctas.

10. Un integrado con tecnologa CMOS es:

a) 74LS00. b) 74LS08. c) 74HC02.d) Ninguna es correcta.

11. tPHL es el tiempo de propagacin de:a) Nivel bajo a nivel alto.

b) Nivel alto a nivel bajo.

c) Nivel medio a nivel alto.

d) Nivel bajo a nivel medio.

12. tPLH es el tiempo de propagacin de:a) Nivel bajo a nivel alto.

b) Nivel alto a nivel bajo.

c) Nivel medio a nivel alto.

d) Nivel bajo a nivel medio.

Compr ueba tu aprendizaje

Manejar los diferentes sistemas de numeracin y los postu- lados de Boole

1. Pasa los siguientes nmeros decimales a binarios:

a) 789. b) 657. c) 312. d) 24. e) 16.

2. Pasa los siguientes nmeros binarios a decimales:

a) 100101.

b) 11100. c) 1110. d) 0011. e) 0101.

3. Pasa los siguientes nmeros binarios a hexadecimales:

a) 1000111.

b) 111000.

6. Pasa los siguientes nmeros hexadecimales a decimales:

a) 78B. b) 678. c) 10. d) 07. e) 9B.

7. Aplica los postulados de Boole en las siguientes fun- ciones:

a) F 5 a 1 b ? (a 1 b).

b) F 5 a ? (a ? a ) 1 b ? (a 1 b) ? a 1 b. c) F 5 a ? 0 1 b ? b 1 0 ? a.d) F 5 a 1 b ? (a 1 b).

e) F 5 a ? b ? (a ! b) ? c.

f) F 5 a 1 b 1 c ? (a 1 b) ? (a ! b).

Identicar las funciones lgicas bsicas

8. Obtn la funcin lgica y la tabla de verdad de las siguientes puertas lgicas:

a)c) 110101.

d) 11010101.

e) 111111.

4. Pasa los siguientes nmeros hexadecimales a binarios:

A B A BFig. 1.22.

b) A B

A &

B

A = 1

A B A B

A Ba) 87D.

b) 8B.

c) 34A.

d) 55CB.

5. Pasa los siguientes nmeros decimales a hexadeci- males:

a) 675.

b) 45.

A B = AB + AB

Fig. 1.23.

c) A B

A B = AB + AB

Fig. 1.24.

A B A A BB B

A = 1 A B A A BB B

c) 9. d) 89. e) 16. f) 14.

9. Indica a qu puertas pertenecen las siguientes funcioneslgicas y pon el smbolo lgico de cada una de ellas.

a) F 5 a ? b. d) F 5 a ! b. b) F 5 a ? b. e) F 5 a 1 b. c) F 5 a. f ) F 5 a ! b.

Compr ueba tu aprendizaje

10. Obtn, del ejercicio 2, las tablas de verdad.

811. Dados los siguientes chips, identica de qu puerta se trata, mntalas en un entrenador y construye su tabla de verdad:

12. Dadas las siguientes placas de ordenador, identica los circuitos integrados que tienen:

a)

910111213142a) Vcc

1D 2D

3D 1C 2C 3C

Fig. 1.29.

b)

1A 2A

3A 1B 2B

3B GND

52Fig. 1.25.

14b) Vcc

1A

3121331D 2D

2A 3A

4110113D 1C

41B 2B

67892C 3C

673B GND

Fig. 1.30.

Analizar los parmetros de las principales familias lgicas

13. Busca en Internet las caractersticas del fabricante de los integrados vistos hasta ahora y explica los par- metros fundamentales de cada uno de ellos.

14. Explica las caractersticas ideales de los circuitos inte-

5Fig. 1.26.

grados.

c) Vcc

114

1

13 12

2 3

11 10

4 5

9 8

6 7GND

15. Analiza la hoja de caractersticas de un circuito inte- grado 74LS00 y de un integrado 74HC00 y detalla las diferencias que encuentras en los parmetros ca- ractersticos.

Realizar medidas en circuitos digitales

16. Comprueba el funcionamiento del siguiente circuito con ayuda de una sonda lgica:Fig. 1.27.

d) Vcc14

13 12

11 10 9 8

1 2 3 4 5

6 7GNDFig. 1.28.

Fig. 1.31.